JPH11223505A - 誘導型位置測定装置 - Google Patents

誘導型位置測定装置

Info

Publication number
JPH11223505A
JPH11223505A JP10143537A JP14353798A JPH11223505A JP H11223505 A JPH11223505 A JP H11223505A JP 10143537 A JP10143537 A JP 10143537A JP 14353798 A JP14353798 A JP 14353798A JP H11223505 A JPH11223505 A JP H11223505A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
coil
detection
drive
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10143537A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiharu Miyata
宮田　　俊治
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.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP10143537A priority Critical patent/JPH11223505A/ja
Priority to US09/197,419 priority patent/US6259249B1/en
Priority to DE19855685A priority patent/DE19855685A1/de
Publication of JPH11223505A publication Critical patent/JPH11223505A/ja
Priority to US09/834,616 priority patent/US20010020846A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2086—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of two or more coils with respect to two or more other coils
    • G01D5/2093—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of two or more coils with respect to two or more other coils using polyphase currents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G01D5/2086—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of two or more coils with respect to two or more other coils

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原理的にオフセット成分が発生しない方式を
採用して、高精度測定を可能とした誘導型位置測定装置
を提供する。 【解決手段】 誘導型リニアエンコーダ１０は、相対移
動可能に配置されたセンサ１とスケール２を有する。セ
ンサ１には、交流電流が流される駆動ワイヤ３とこれと
直交する４個で１セットの検出ワイヤ４が設けられる。
スケール２には、相対移動方向に周期的に導体閉路８が
配列形成される。導体閉路８は、駆動コイル３から発生
される第１の変動磁界により誘導電流を生じる受信導体
部８ａと、この受信導体部８ａと直交して連続して形成
され、第１の変動磁界とは直交する第２の変動磁界を発
生する送信導体部８ｂ，８ｃとを有する。送信導体部８
ｃ，８ｂで発生される互いに逆極性の第２の変動磁界に
よりセンサ１の検出ワイヤ４に誘導電流が流れ、これが
検出出力電流となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電磁結合を利用
して位置測定を行う誘導型位置測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランスを利用した従来の磁気式エンコ
ーダは、一次コイル（即ち駆動コイル）と二次コイル
（即ち検出コイル）を有する変位センサと、これに対し
て相対移動して駆動コイルからの発生磁束を変調するス
ケールとから構成される。駆動コイルを交流駆動したと
きに発生される変動磁束は、スケールにより変調されて
検出コイルと結合される。これにより、検出コイルに
は、スケールの移動に応じて変化する誘起電圧が検出出
力として得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来方式の磁
気式エンコーダでは、駆動コイルと検出コイルとが同軸
的に配置される。このため、駆動コイルと検出コイルと
の間には、スケールの相対位置の影響を受けない電磁結
合成分（クロストーク）が存在し、従って検出コイルの
検出出力には、スケールの相対移動の影響を受けないオ
フセット成分が含まれる。このオフセット成分は、スケ
ールの１波長を分割して高精度の位置検出を行う場合に
大きな測定誤差の原因となる。
【０００４】この様なオフセット成分を除去するために
通常、逆位相の検出電圧の差動をとるという方式が採用
される。しかし、オフセット成分は、駆動コイルと検出
コイルの配置精度や、材質の均質性等の影響を大きく受
けることから、製品毎に値が大きく異なり、簡単に除去
することはできない。
【０００５】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、原理的にオフセット成分が発生しない方式を採
用して、高精度測定を可能とした誘導型位置測定装置を
提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る誘導型位
置測定装置は、第１に、第１の部材と、この第１の部材
に対して所定ギャップをもって相対移動可能に対向配置
された第２の部材と、前記第１の部材に前記相対移動方
向に沿う所定の長さをもって配置され駆動信号源に接続
されて交流電流が流れる駆動ワイヤと、前記第２の部材
に前記相対移動方向に一定周期を持って配列形成されて
前記駆動ワイヤにより発生される第１の変動磁界と結合
して誘導電流を生じ、その結合部から物理的に離れた位
置で前記誘導電流に応じて第１の変動磁界と直交する第
２の変動磁界を生成する複数個の電磁結合手段と、前記
第１の部材に前記駆動ワイヤと直交して配置されて前記
電磁結合手段により生成される第２の変動磁界と結合し
て前記第１及び第２の部材の相対変位の関数である出力
信号を出す少なくとも一つの検出ワイヤを含む変動磁界
検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】ここで電磁結合手段は、例えば、駆動ワイ
ヤと並行して駆動ワイヤにより発生される第１の変動磁
界と結合する受信導体部と、この受信導体部と連続して
形成されて前記第２の変動磁界を発生する送信導体部と
を有する導体閉路により構成される。更に具体的には、
各導体閉路は、電磁結合手段の配列周期の１／２の間隔
をおいて駆動ワイヤと直交する互いに逆方向の誘導電流
が流れる二つの送信導体部を有するものとする。また、
変動磁界検出手段は、例えば、駆動ワイヤの長さの範囲
内に前記複数個の電磁結合手段の配列周期の１／４の間
隔をおいて配置されて各導体閉路の送信導体部により発
生される変動磁界と結合して位相が９０°ずつずれた４
相の出力信号を出す４個で１セットを構成する少なくと
も１セットの検出ワイヤを有するものとする。
【０００８】この発明は、第２に、被測定体の位置を誘
導型位置センサにより測定する誘導型位置測定装置にお
いて、前記誘導型位置センサは、駆動電流源に接続され
て交流電流が流れこの交流電流により変動磁界を発生す
る駆動コイルと、この駆動コイルと隣接して配置され、
前記被測定体の変位に対応して駆動コイルが発生する変
動磁界と結合して誘導電流を発生して出力信号を出す検
出コイルと、これらの駆動コイルと検出コイルを固定的
に支持する支持体とを備え、前記駆動コイルと検出コイ
ルとは、前記被測定体がない場合に電磁的結合がなく、
前記被測定体の変位に応じて前記駆動コイルが発生する
変動磁界分布が変調されて前記検出コイルとの電磁的結
合が生じるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】この発明による第１の誘導型位置測定装置
では、第１の部材上で駆動ワイヤと検出ワイヤが互いに
直交するように配置され、従って駆動コイルに交流電流
を流すことにより発生される変動磁界が直接検出ワイヤ
に結合されることはない。駆動ワイヤを交流駆動して発
生される第１の変動磁界は、第２の部材上の電磁結合手
段に誘導電流を生じさせる。電磁結合手段は例えば、駆
動ワイヤと並行する受信導体部とこれと直交する送信導
体部とを有する導体閉路により構成され、受信導体部に
発生する誘起電流はこの導体閉路を流れて、受信導体部
と物理的に離れた送信導体部で第１の変動磁界とは直交
する第２の変動磁界を発生する。この第２の変動磁界を
検出ワイヤにより検出することにより、第１，第２の部
材の相対変位に応じて変化する検出出力を得ることがで
きる。この発明の方式では、前述のように駆動ワイヤと
検出ワイヤは直交させて配置するから、原理的にこれら
の間で電磁結合はなく、従って従来方式のようなオフセ
ット成分は発生しない。これにより、高精度の位置測定
が可能になる。
【００１０】この発明による第２の誘導型位置測定装置
では、位置センサの駆動コイルと検出コイルは、被測定
体がない場合に電磁的結合がない状態（例えば互いに直
交する状態）に配置され、被測定体の変位に応じて駆動
コイルが発生する変動磁界分布が変調されて検出コイル
との電磁的結合が生じるように設定されている。従って
この装置においても、オフセット成分のない検出出力を
得ることができ、高精度の位置測定が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、第１の発明を適用したリ
ニアエンコーダ１０の実施例の原理構成を示す。第１の
部材としてのセンサ１と第２の部材としてのスケール２
は、所定ギャップをもって、図の矢印ｘ方向に相対移動
可能に対向配置されている。センサ１には、駆動ワイヤ
３が相対移動方向ｘに沿って所定長さをもって形成さ
れ、この駆動ワイヤ３と直交して４個で１セットの検出
ワイヤ４（４ａ〜４ｄ）が形成されている。検出ワイヤ
４の配列ピッチは、後述するスケールピッチλに対し
て、λ／４に設定される。駆動ワイヤ３の長さは、検出
ワイヤ４が１セットの場合、少なくともスケールピッチ
λとする。駆動ワイヤ３は駆動信号源６により駆動され
て交流電流が流れる。検出ワイヤ４は、１本おきに差動
アンプ５ａ，５ｂに差動入力される。
【００１２】スケール２は、絶縁性のスケール基板７
と、この上にスケール２の移動方向に沿って所定のスケ
ールピッチλで多数配列形成された導体閉路８とを有す
る。この導体閉路８は、駆動ワイヤ３を交流駆動したと
きに発生される第１の変動磁界により誘導電流を生成
し、この誘導電流によって第１の変動磁界とは直交する
第２の変動磁界を駆動ワイヤ３の直下からは離れた位置
に生成するための電磁結合手段として機能する。各導体
閉路８は、図の場合矩形パターンをなしている。各導体
閉路８は、駆動ワイヤ３の直下に駆動ワイヤ３と並行し
て配設された部分が、駆動ワイヤ３から発生される第１
の変動磁界結合して誘導電流を生じさせる受信導体部８
ａであり、これと直交する二つの辺の部分、即ち検出ワ
イヤ４と平行に配置された部分が、誘電電流によって検
出ワイヤ４に結合される第２の変動磁界を生成するため
の送信導体部８ｂ，８ｃである。一つの導体閉路８内の
二つの送信導体部８ｂ，８ｃの間隔はλ／２である。
【００１３】この様に構成されたリニアエンコーダ１０
の測定動作を、図２を参照して説明する。図２（ａ）
は、センサ１上の駆動ワイヤ３とスケール２上の導体閉
路８との間の電磁結合の様子を示し、同図（ｂ）は同導
体閉路８と検出ワイヤ４との間の電磁結合の様子を示し
ている。図２（ａ）に示すように、駆動ワイヤ３に交流
駆動電流１１を流すことにより、その周囲に第１の変動
磁界１２が形成され、この駆動ワイヤ３に近接した導体
閉路２の受信導体部８ａは第１の変動磁界１２と結合し
て誘導電流１３が生じる。この誘導電流１３は導体閉路
８を循環して流れる。従って、導体閉路８の受信導体部
８ａと直交する二つの送信導体部８ｂ，８ｃに流れる互
いに逆方向の誘導電流１３によりそれぞれ、図２（ｂ）
に示すように第１の変動磁界１２とは直交する第２の変
動磁界１４ａ，１４ｂを生じる。
【００１４】センサ１上の第１番目の検出ワイヤ４ａと
第３番目の検出ワイヤ４ｃの間隔は、一つの導体閉路８
のなかの二つの送信導体部８ｂ，８ｃの間隔と同じλ／
２である。図２（ｂ）に示すように、これらの第１番目
の検出ワイヤ４ａと第３番目の検出ワイヤ４ｃがそれぞ
れ送信導体部８ｃ，８ｂの直上にあるとすると、二つの
送信導体部８ｂ，８ｃの周囲に生じる第２の変動磁界１
４ａ，１４ｂはそれぞれ、検出ワイヤ４ｃ，４ａと強く
電磁結合して、検出ワイヤ４ｃ，４ａに互いに逆方向の
誘導電流１５ａ，１５ｂを生じる。スケール移動に伴っ
て検出ワイヤと導体閉路８の電磁結合の大きさが変化す
るから、検出ワイヤ４ｃ，４ａに得られる誘導電流１５
ａ，１５ｂの大きさは、スケール移動に伴って互いに逆
方向にほぼ正弦波状に変動する。第２番目の検出ワイヤ
４ｂと第４番目の検出ワイヤ４ｄも同様に、スケール移
動に伴って第１番目の検出ワイヤ４ａと第３番目の検出
ワイヤ４ｃの関係と同様の誘導電流変化を一定の位相差
をもって示すことになる。
【００１５】以上のスケール移動に伴う各部の電磁結合
の変化によって、１セット４個の検出ワイヤ４には、９
０°ずつ位相がずれた４相の出力電流Ａ，ＡＢ，Ｂ，Ｂ
Ｂが得られる。従って、検出ワイヤ４を互いに逆相のも
の同士、差動アンプ５ａ，５ｂに接続して差動処理する
ことにより、９０°位相のずれた信号電圧ＰＨＡ，ＰＨ
Ｂを得ることができる。
【００１６】図３は、実施例のリニアエンコーダ１０の
センサ１とスケール２の具体構成を平面図で示してい
る。図４（ａ）（ｂ）は、そのセンサ１の構造を分かり
易く、斜視図とこれに対応する等価回路で示している。
センサ１は、樹脂ブロック２０を用いて、これに互いに
直交する方向の駆動コイル２１と検出コイル２２を巻回
して構成している。ブロック２０には、駆動コイル２１
と離れた位置に駆動コイル２１と直交する検出コイル２
２を巻回するために予め貫通孔２３が形成されており、
この貫通孔２３を利用してワイヤを巻回している。駆動
コイル２１と検出コイル２２のうちそれぞれスケール２
に対向するブロック２０の底部にある部分が図１に言う
駆動ワイヤ３及び検出ワイヤ４に相当する。スケール１
は、プリント基板を用いて導体閉路８をパターン形成し
たものである。プリント基板の他、ガラス基板、セラミ
ック基板等を用いて、これらに形成した導体膜をエッチ
ングによりパターン形成して同様のスケールを得ること
ができる。
【００１７】試作エンコーダでは、スケールピッチをλ
＝２４［ｍｍ］、センサ１とスケール２間のギャップを
２［ｍｍ］、駆動信号源の電圧を１２Ｖ（１ＭＨｚ）と
し、各相検出出力の差動をとったものを１２倍増幅して
信号電圧ＰＨＡ，ＰＨＢを取り出した。得られた信号電
圧波形を、図５に示す。信号電圧ＰＨＡ，ＰＨＢは実効
電圧［ｍＶＲＭＳ］で示している。信号オフセットは、
信号振幅の０．６％以下であり、極めて小さいことが確
認された。
【００１８】ここまでの説明では、検出ワイヤ４は１セ
ット４個としたが、同様の位相関係を保って複数セット
の検出ワイヤを設けることが好ましい。図６は、２セッ
トの検出ワイヤを配置した例を示している。各セットの
同相の検出ワイヤは直列接続され、それらの一端は例え
ば共通に接地され、他端がＡ，ＡＢ，Ｂ，ＢＢ相の検出
出力端子とされる。この様に複数セットの検出ワイヤを
設けた場合は、駆動ワイヤとしても、これらの検出ワイ
ヤの領域をカバーする長さを必要とする。この様に複数
セットの検出ワイヤを設けることにより、平均化効果に
よって、位置測定精度が向上する。
【００１９】図７は、この実施例のリニアエンコーダ１
０の等価回路である。図示のように、センサ１上の駆動
ワイヤ３と、スケール２上の導体閉路８のうち受信導体
部８ａとの間でトランスが構成され、これにより導体閉
路８に誘起電流が流れる。また、スケール２上の導体閉
路８の送信導体部８ｂ，８ｃとセンサ１上の検出ワイヤ
４との間で前述した位相関係を保ってトランスが構成さ
れ、受信導体部８ａからの誘起電流により生じる変動磁
界が検出コイル４に結合する。
【００２０】変位ｘを求める信号処理回路は、例えば図
８のように構成される。駆動信号源６の電圧をＣ＝ｓｉ
ｎ（ωｔ）として、二つの検出信号電圧は、ＰＨＡ＝ｓ
ｉｎ（ｋｘ）・ｓｉｎ（ωｔ），ＰＨＢ＝ｃｏｓ（ｋ
ｘ）・ｓｉｎ（ωｔ）となる。但し説明を簡単にするた
め、いずれも振幅は１としている。それぞれ信号電圧Ｐ
ＨＡ，ＰＨＢと駆動交流電圧Ｃを乗算し、乗算結果をそ
れぞれローパスフィルタ８２ａ，８２ｂを通して高周波
成分を除去することにより、変位ｘの正弦波成分ｓｉｎ
（ｋｘ）と余弦波成分ｃｏｓ（ｋｘ）を抽出する。これ
らをディジタルボルトメータ８３ａ，８３ｂに入力する
事により電圧振幅を検出し、演算回路８４で逆正接関数
（ＡＴＡＮ）演算を行うことにより、変位ｘを算出する
ことができる。
【００２１】図９は、変位ｘを求める別の信号処理回路
の構成例である。二つの検出信号電圧ＰＨＡ，ＰＨＢ
を、その一方ＰＨＢについて９０°移相回路９１により
移相シフトした後、差動アンプ９２に入れる。これによ
り差動アンプ９２の出力には、ｃｏｓ（ｋｘ＋ωｔ）が
得られ、これを位相差測定器９３に入力して基準信号で
ある駆動交流電圧Ｃ＝ｓｉｎ（ωｔ）との位相差を検出
することにより、変位ｘ成分を求めることができる。
【００２２】上記実施例のリニアエンコーダ１０におけ
る駆動ワイヤ３と検出ワイヤ４の関係は、可逆的であ
る。即ち、検出ワイヤ４を交流駆動し、駆動ワイヤ３を
検出ワイヤとして用いて、上記実施例とは逆方向の電磁
結合により、同様の位置測定を行うことができる。この
場合の等価回路を、図１０に示す。スケール２上の導体
閉路８では、受信導体部８ａは送信導体部、二つの送信
導体部８ｂ，８ｃは受信導体部としてそれぞれ機能す
る。駆動信号源６からの交流信号は、９０°移相器１０
１，１０２，１０３により順次９０°ずつ位相を遅らせ
た４相信号として、ワイヤ４（４ａ〜４ｄ）に与えられ
る。このとき、ワイヤ４ａ，４ｃでは、互いに逆相の変
動磁界（先の実施例での第２の変動磁界に相当）が形成
され、これらの直下に導体閉路８の二つの受信導体部８
ｃ，８ｂがあるとこれに結合して、互いに逆相の誘導電
流が生成される。この誘導電流は、導体閉路８内では同
方向であり、これが送信導体部８ａにも流れて、ここに
変動磁界（先の実施例の第１の変動磁界に相当）を生成
する。ワイヤ４ｂ，４ｄについても、同様である。そし
て送信導体部８ａの変動磁界により、ワイヤ３に誘導電
流が生成され、これが検出出力となる。
【００２３】言い換えれば、この実施例の場合、図２で
説明した、駆動電流１１→変動磁界１２→誘導電流１３
→変動磁界１４ａ，１４ｂ→誘導電流（検出電流）５１
ａ，１５ｂの電磁結合の順序が逆になるだけである。こ
れにより、ワイヤ３には変位ｘに応じてｓｉｎ（ωｔ＋
ｋｘ）なる信号出力が得られ、これを位相差検出回路１
０４に入れて、交流信号源ｓｉｎ（ωｔ）との位相差を
検出することにより、変位を求めることができる。
【００２４】図１１（ａ）〜（ｄ）は、センサ１との電
磁結合を行うスケール２の他の構成例を示す。図１１
（ａ）は、導体閉路８を矩形パターンではなく、円形又
は楕円形パターンとした例である。このようなパターン
を用いた場合、センサ１側の駆動ワイヤ３及び検出ワイ
ヤ４を先の実施例と同様に直線状とすると、これらとの
電磁結合する範囲が先の実施例に比べて小さくなるが、
駆動ワイヤ３及び検出ワイヤ４を、図３で説明したよう
なコイルとして、その巻数を大きくすれば、実用上十分
大きな電磁結合を得ることができる。
【００２５】図１１（ｂ）は、先の実施例の導体閉路８
とほぼ同じ面積のの矩形の導体パターン１１１を電磁結
合手段とした例である。この様な導体パターン１１１を
用いた場合にも、駆動ワイヤ３との結合による誘導電流
１３が、矢印で示すように渦電流として流れるから、先
の実施例と同様にセンサ１との電磁結合が可能である。
図１１（ｃ）は、テープ状の銅板等の導体基板１１２を
用いて打ち抜き等の加工により、矩形の孔１１３を開け
ることで、実質的に図１１（ｂ）と同じ機能をもつ導体
パターン１１４を形成したものである。図１１（ｄ）
は、テープ状の導体基板１１２に彫り込み加工により、
凸部１１５と凹部１１６を交互に形成して、その凸部１
１５に図１１（ｂ）の導体パターン１１１と同じ機能を
持たせたものである。凹部１１６はセンサ１との間のギ
ャップが大きくなるため、電磁結合には寄与しない。
【００２６】図１１（ｂ）の導体パターン１１１は、例
えば強磁性金属等を用いた磁性体パターンであってもよ
い。同様に、図１１（ｃ），（ｄ）についても、導体基
板１１２に代わって磁性体基板を用いることができる。
これらの場合、誘導電流１３は流れないが、強磁性金属
は磁束を通しやすいことから、駆動コイルから発生した
変動磁場の磁束が強磁性金属の配置により周期的変調を
受け、これが検出コイルにより検出されるから、センサ
１→スケール２→センサ１の電磁結合が行われる。
【００２７】図１２は、センサ１の他の構成例である。
図３及び図４では、樹脂ブロック２０を用いてワイヤを
巻回してセンサ１を作った。図１２では、例えば両面プ
リント基板１２１を用いて、両面の金属膜のエッチング
により上下の配線（１２２，１２３），（１２４，１２
５）を形成し、これらの両端を貫通配線１２６，１２７
で接続することによって、互いに直交する駆動コイル２
１と検出コイル２２を形成している。これにより、より
小型で且つ薄型のセンサ１を作ることができる。スケー
ル２についても、図３で説明したように同様の手法で形
成することができるから、これらの製法を組み合わせる
ことにより、スケールピッチの小さいエンコーダを高精
度に作ることができる。プリント基板１２１の代わりに
ガラス基板やセラミック基板を用いることもできる。
【００２８】図１３（ａ）（ｂ）は、この発明をロータ
リーエンコーダに適用した実施例のステータ１３１とロ
ータ１３２のレイアウトを簡単に示している。先の実施
例のセンサ１に対応するステータ１３１には、ロータ１
３２に対向する面に、外周部にはリング状の駆動ワイヤ
３が形成され、この駆動ワイヤ３の内側に駆動ワイヤ３
と直交するように放射状パターンとなる４本１セットの
検出ワイヤ４がλ／４の角度ピッチで形成されている。
ロータ１３２上には、ステータ１３１上の駆動ワイヤ３
及び検出ワイヤ４と電磁結合する導体閉路８がλの角度
ピッチで配列形成されている。導体閉路８は、先の実施
例と同様に、駆動ワイヤ３に対向する受信導体部８ａ
と、検出ワイヤ４に対向する送信導体部８ｂ，８ｃを有
する。これにより先の実施例と同様の原理で、回転角度
変位ｘを測定することができる。
【００２９】ここまでの実施例の効果をまとめると、次
の通りである。 （１）駆動ワイヤ３と検出ワイヤ４は互いに直交して配
置されるから、スケール２がない場合、駆動ワイヤ３と
検出ワイヤ４の間では直接の電磁結合は原理的にはな
い。したがって、従来の方式と異なり、クロストークが
なく、出力信号にはオフセット成分が含まれない。 （２）スケール２上には、駆動ワイヤ３と結合する受信
導体部８ａを有し、検出ワイヤ４と結合する送信導体部
８ｂ，８ｃを有する矩形の導体閉路８（閉コイル）を形
成することにより、駆動ワイヤ→スケール→検出ワイヤ
の電磁結合を大きいものとすることができる。 （３）駆動ワイヤ３と検出ワイヤ４をセンサ１側にまと
め、導体閉路８をスケール２に設けることにより、セン
サ１とスケール２を別部品として構成することができ
る。しかも信号入出力の電気的配線が必要となるのはセ
ンサ１側のみであり、電気的接続も容易である。 （４）検出ワイヤ４を複数セット設ければ、平均化効果
により、より高精度の位置測定が可能になる。 （５）センサ１及びスケール２は、プリント基板やガラ
ス基板、セラミック基板等を用いて、金属膜のエッチン
グにより駆動ワイヤ３，検出ワイヤ４，導体閉路８を形
成することができ、簡単な製造工程で高精度のエンコー
ダを作ることができる。
【００３０】上の実施例では、センサ１の検出ワイヤ４
（又は検出コイル２２）を９０°ずつ位相がずれた状態
で４個で１セットを構成して配置し、逆相の出力同士を
加算することにより、平均化効果による高精度化を図っ
ている。この手法は、２次高調波歪み低減の効果もある
が、更に低歪み特性とすることが可能である。そのよう
な低歪み特性を得るセンサ１の構成例を、図１４〜図１
６を参照して説明する。
【００３１】図１４（ａ）は、λ／４（＝９０°）の位
相差をもって４個で１セットを構成する第１の検出ワイ
ヤ４１（４ａ１，４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１）の配置例で
あり、同図（ｂ）は、（ａ）に対して、λ／６（＝６０
°）の位相ずれを与えた第２の検出ワイヤ４２（４ａ
２，４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２）の配置例である。これら
はそれぞれ単独では、先の実施例で説明したと同じ機能
であるが、この実施例ではこれらを合成した状態の図１
４（ｃ）の配置とする。即ち、第１の検出ワイヤ４１と
共に、これに対して６０°位相がずれた第２の検出ワイ
ヤ４２を重ねて配置する。これら第１，第２の検出ワイ
ヤ４１，４２が配置される範囲は、駆動ワイヤ３の長さ
の範囲である。
【００３２】図１５は、図１４（ｃ）に示す第１の検出
ワイヤ４１と第２の検出ワイヤ４２がそれぞれ検出コイ
ルを構成する場合の結線例を示している。第１，第２の
検出ワイヤ４１，４２のそれぞれＡ相（Ａ１，Ａ２）の
出力は加算され、これらの逆相であるＡＢ相（ＡＢ１，
ＡＢ２）の出力は減算されるように結線される。Ｂ相
（Ｂ１，Ｂ２）とそれらの逆相であるＢＢ相（ＢＢ１，
ＢＢ２）についても同様である。Ａ相出力からＡＢ相出
力を減算するのは、図１で説明した差動アンプ５ａ，５
ｂでの差動処理に対応し、これが平均化によるオフセッ
トの低減効果と２次高調波歪み低減の効果をもたらす。
そして、互いに６０°位相がずれているＡ相（Ａ１，Ａ
２）の出力同士の加算及び、ＡＢ相（ＡＢ１，ＡＢ２）
の出力同士の加算は、３次高調波歪み（より一般的には
奇数次高調波歪み）低減の効果をもたらす。Ｂ相，ＢＢ
相についても同様である。
【００３３】図１６は、この実施例による高調波歪み低
減の様子を概念的に示している。Ａ１相出力に対して６
０°位相がずれたＡ２相出力を加算し、同様にＡＢ１相
出力に対して６０°位相がずれたＡＢ２相出力を加算す
ることにより、第３次高調波歪み成分が相殺されること
が判る。またＡ１相出力から１８０°位相がずれたＡＢ
１相出力を減算し、同様にＡ２相出力から１８０°位相
がずれたＡＢ２相出力を減算することにより、第２次高
調波歪み成分が相殺されることになる。Ｂ相、ＢＢ相側
についても同様である。
【００３４】図１７（ａ）〜（ｃ）は、図１４及び図１
５で示した実施例の検出ワイヤ４１，４２の配置を変形
した実施例である。図１７（ａ）では、第１の検出ワイ
ヤ４１の第１セット４１ａと第２セット４１ｂを、Ａ相
（Ａ１，ＡＢ１）は同一相とし、Ｂ相（Ｂ１，ＢＢ１）
は互いに逆相として配置しており、これらに対してそれ
ぞれ６０°位相がずれた第２の検出ワイヤ４２の第１セ
ット４２ａと第２セット４２ｂを配置している。この場
合、Ａ相出力は加算して取り出し、Ｂ相出力は減算して
取り出すことになる。
【００３５】図１７（ｂ）も基本的に図１７（ａ）と同
様の考えで、第１，第２の検出ワイヤ４１，４２の複数
セットをより大きなピッチで配置した例である。図１７
（ｃ）は、第１の検出ワイヤ４１の４相分Ａ１，ＢＢ
１，ＡＢ１，Ｂ１を２７０°間隔で配置して、これらの
間にそれぞれ６０°ずつずれた４相分Ｂ２，Ａ２，ＢＢ
２，ＡＢ２を含む第２の検出ワイヤ４２を配置した例で
ある。これらの図１７（ａ）〜（ｃ）はいずれも、複数
セットの第１の検出ワイヤ４１を少なくともＡ，Ｂ相い
ずれか一方を同相として配置し、この第１の検出ワイヤ
４１に対して第２の検出ワイヤ４２を６０°位相がずれ
た状態で配置している点で先の実施例と共通する。これ
らの図１７（ａ）〜（ｃ）によっても、高調波歪みの少
ない出力信号を得ることができる。以上は、３次高調波
歪除去について説明したが、一般に第１，第２の検出ワ
イヤの位相ずれを６０°に代えて、λ／２Ｎ（Ｎ：３以
上の奇数）とすることにより、Ｎ次高調波歪を除去する
ことができる。
【００３６】図１８は、第２の発明に係る誘導型位置セ
ンサ１４０の原理構成を示す。この位置センサ１４０で
は、交流信号源（励磁源）１４３に接続された駆動コイ
ル（一次コイル）１４１と検出部１４４に接続された検
出コイル（二次コイル）１４２とが、中心を共有して、
それらの軸ａ，ｂを互いに直交させて配置されている。
駆動コイル１４１と検出コイル１４２は固定的に支持さ
れるが、図では支持体を省略している。図１８では、被
測定体を示していないが、このように被測定体がない状
態では、図１９（ａ）に示すように、駆動コイル１４１
を交流駆動したときの変動磁束は、検出コイル１４２に
鎖交することなく、検出コイル１４２には検出出力が得
られない。即ち被測定体がない状態では、駆動コイル１
４１と検出コイル１４２の間は電磁結合がない。
【００３７】これに対して、例えば図１９（ｂ）に示す
ように、二つのコイル１４１，１４２の軸ａ，ｂの二等
分線ｃに沿って被測定体である磁性体（又は導体）１４
５が接近したとすると、駆動コイル１４１からの変動磁
束（即ち磁力線分布）が変調されて、一部検出コイル１
４２と鎖交する。これにより、検出コイル１４２に検出
出力が得られる。これが位置測定の原理であり、後述す
るようにこの原理を利用して近接センサやリニアエンコ
ーダを構成することができる。
【００３８】図１８の構成は、図２０〜図２２に示すよ
うに変形することができる。図２０では、駆動コイル１
４１と検出コイル１４２の中心を離しているが、駆動コ
イル１４１の軸ａに対して検出コイル１４２の軸ｂを直
交させるという関係は維持している。この関係を満たす
限り、被測定体がない状態で駆動コイル１４１と検出コ
イル１４２との間の電磁結合はなく、図１８の場合と同
様の原理でオフセットのない位置測定が可能である。図
２１では、検出コイル１４２を駆動コイル１４１の軸ａ
上ではなく、軸ａを含む平面１７１内で駆動コイル１４
１に隣接し、且つ平面１７１に直交する軸ｂを持つよう
に配置している。この場合も、駆動コイル１４１からの
変動磁束は、被測定体がない状態では検出コイル１４２
に結合することはなく、被測定体により変動磁束が変調
されることにより初めて検出コイル１４２と結合する。
【００３９】図２２では、被測定体がない状態での駆動
コイル１４１の全磁束のうち特定方向の磁束成分１８１
に着目して、この磁束成分１８１に対して軸ｂが直交す
るように検出コイル１４２を配置している。この場合
も、被測定体により駆動コイル１４１からの磁束が変調
されて、初めて検出コイル１４２に電磁結合により出力
が得られる。ここまでは、駆動コイル１４１及び検出コ
イル１４２ともに円形としたが、図２３に示すようにこ
れらが矩形コイルであってもよい。
【００４０】図２４は、図１８の位置センサ１４０を、
具体的に近接センサ２００に適用した実施例である。駆
動コイル１４１と検出コイル１４２は、図示のように支
持体２０１に支持されて、筺体２０２内に固定的に収容
される。筺体２０２の上方の、駆動コイル１４１の軸ａ
と検出コイル１４２の軸ｂの二等分線上に位置するよう
に、被測定体としての接触子２０４が可動部材２０３に
よって筺体２０２に取り付けられている。接触子２０４
は磁性体又は導体である。
【００４１】接触子２０４が対象物（図示しない）に接
触しない状態では、駆動コイル１４１及び検出コイル１
４２から一定距離離れていて、駆動コイル１４１の変動
磁束の検出コイル１４２に鎖交する成分は無視できる程
度に小さいものとする。これが定常状態である。接触子
２０４の先端が対象物に接触し、可動部材２０３が撓ん
で接触子２０４は下方に変位すると、図１９で説明した
ように、駆動コイル１４１の変動磁束が変調されて検出
コイル１４との鎖交成分が増える。したがって例えば、
検出コイル１４２の検出出力をあるしきい値で判定する
ことにより、接触を検出することができる。
【００４２】図２５は、図１８の電磁的位置センサ１４
０をリニアエンコーダ２１０に適用した実施例である。
図では支持体を省略している。このエンコーダ２１０
は、駆動コイル１４１と検出コイル１４２とが互いに直
交する軸を持つように配置された位置センサ１４０に対
して、被測定体として、検出コイル１４２を貫通して、
検出コイル１４２の軸と平行な方向に、矢印ｘで示すよ
うに相対移動するスケール２１１を設けて構成されてい
る。スケール２１１には、駆動コイル１４１からの変動
磁束を変調する導体（又は磁性体）２１２が周期的に配
列形成されている。スケール２１１の相対移動に伴っ
て、駆動コイル１４１からの変動磁束は周期的に変調さ
れるから、検出コイル１４２には周期的検出出力が得ら
れる。
【００４３】図２６（ａ）〜（ｃ）は、スケール２１１
の移動に伴う駆動コイル１４１からの変動磁束の検出コ
イル１４２への結合の様子を示している。図では、スケ
ール２１１が右方向へ移動したときの隣接する二つの導
体２１２ａ，２１２ｂに着目している。図２６（ａ）の
状態では、導体２１２ｂは駆動コイル１４１の磁束領域
からほぼ脱出し、導体２１２ａが検出コイル１４２に接
近している。このとき、駆動コイル１４１からの変動磁
束の一定の成分が破線で示すように導体２１２ａに引き
寄せられる。即ち駆動コイル１４１からの磁束の一部が
検出コイル１４２を鎖交する。スケール２１１がより右
に移動して、図２６（ｂ）に示すように導体２１２ａが
検出コイル１４２のコア部に入ると、駆動コイル１４１
からの磁束は左右で均等に変調されるから、検出コイル
１４２を鎖交する磁束はない。更にスケール２１１が右
に移動すると、図２６（ｃ）に示すように、駆動コイル
１４１からの磁束が導体２１２ａに集中する結果、図２
５（ａ）とは逆方向から検出コイル１４２に鎖交する磁
束が生じる。
【００４４】従って、図２６（ａ）〜（ｃ）のスケール
移動の間に、検出コイル１４２には、正（又は負）極性
出力→ゼロ出力→負（又は正）極性出力という出力変化
が得られる。以上により、スケール移動に伴って検出コ
イル１４２には、正弦波状信号が得られるから、この正
弦波状信号の周期をカウントすることにより変位を検出
することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明による第１の
誘導型位置測定装置では、駆動ワイヤと検出ワイヤが互
いに直交するように配置され、駆動コイルを交流駆動し
て発生される変動磁界が直接検出ワイヤに結合されるこ
とはない。駆動ワイヤを交流駆動して発生される第１の
変動磁界は、電磁結合手段に誘導電流を生じさせ、この
誘導電流によって第１の変動磁界とは直交する第２の変
動磁界を発生する。この第２の変動磁界を検出ワイヤに
より検出することにより、第１，第２の部材の相対変位
に応じて変化する検出出力を得ることができる。この発
明の方式では、駆動ワイヤと検出ワイヤの間には原理的
に電磁結合はなく、従って従来方式のようなオフセット
成分は発生しない。これにより、高精度の位置測定が可
能になる。この発明による第２の誘導型位置測定装置で
は、位置センサの駆動コイルと検出コイルは、被測定体
がない場合に電磁的結合がない状態に配置され、被測定
体の変位に応じて駆動コイルが発生する変動磁界分布が
変調されて検出コイルとの電磁的結合が生じるように設
定されている。従ってこの装置においても、オフセット
成分のない検出出力を得ることができ、高精度の位置測
定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施例によるリニアエンコーダ
１０の原理構成を示す。
【図２】 同実施例の駆動ワイヤ３と導体閉路８の間、
及び導体閉路８と検出ワイヤ４の間の電磁結合の様子を
示す。
【図３】 試作エンコーダのセンサ１とスケール２の平
面図である。
【図４】 同試作エンコーダのセンサ１の斜視図と等価
回路である。
【図５】 同試作エンコーダの検出出力波形を示す。
【図６】 センサ１の他の構成例である。
【図７】 実施例のリニアエンコーダの等価回路であ
る。
【図８】 実施例のリニアエンコーダの信号処理回路の
構成例である。
【図９】 実施例のリニアエンコーダの信号処理回路の
他の構成例である。
【図１０】 実施例のリニアエンコーダの送受信を逆に
した場合の等価回路である。
【図１１】 スケール２の他の構成例を示す。
【図１２】 センサ１の他の構成例を示す。
【図１３】 この発明をロータリーエンコーダに適用し
た実施例を示す。
【図１４】 この発明の他の実施例のセンサの構成手法
を説明するための図である。
【図１５】 同実施例のセンサの構成例を示す。
【図１６】 同実施例のセンサによる高調波歪み低減の
様子を示す図である。
【図１７】 同実施例を変形した実施例のセンサの構成
例を示す。
【図１８】 この発明の他の実施例による誘導型位置セ
ンサの原理構成を示す。
【図１９】 同誘導型位置センサの動作原理を説明する
ための図である。
【図２０】 この発明による誘導型位置センサの他の構
成例である。
【図２１】 この発明による誘導型位置センサの他の構
成例である。
【図２２】 この発明による誘導型位置センサの他の構
成例である。
【図２３】 この発明による誘導型位置センサの他の構
成例である。
【図２４】 図１８の誘導型位置センサを近接センサに
適用した実施例である。
【図２５】 図１８の誘導型位置センサをリニアエンコ
ーダに適用した実施例である。
【図２６】 図２５のリニアエンコーダの動作を説明す
るための図である。
【符号の説明】
１０…リニアエンコーダ、１…センサ、２…スケール、
３…駆動ワイヤ、４（４ａ〜４ｄ）…検出ワイヤ、５
ａ，５ｂ…差動アンプ、６…駆動信号源、７…スケール
基板、８…導体閉路、８ａ…受信導体部、８ｂ，８ｃ…
送信導体部、２１…駆動コイル、２２（２２ａ〜２２
ｄ）…検出コイル、１４０…誘導型位置センサ、１４１
…駆動コイル、１４２…検出コイル、２００…近接セン
サ、２０１…支持体、２０２…筺体、２０３…可動部
材、２０４…接触子、２１０…リニアエンコーダ、２１
１…スケール、２１２…導体。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の部材と、 この第１の部材に対して所定ギャップをもって相対移動
    可能に対向配置された第２の部材と、 前記第１の部材に前記相対移動方向に沿う所定の長さを
    もって配置され駆動信号源に接続されて交流電流が流れ
    る駆動ワイヤと、 前記第２の部材に前記相対移動方向に一定周期を持って
    配列形成されて前記駆動ワイヤにより発生される第１の
    変動磁界と結合して誘導電流を生じ、その結合部から物
    理的に離れた位置で前記誘導電流に応じて第１の変動磁
    界と直交する第２の変動磁界を生成する複数個の電磁結
    合手段と、 前記第１の部材に前記駆動ワイヤと直交して配置されて
    前記電磁結合手段により生成される第２の変動磁界と結
    合して前記第１及び第２の部材の相対変位の関数である
    出力信号を出す少なくとも一つの検出ワイヤを含む変動
    磁界検出手段とを備えたことを特徴とする誘導型位置測
    定装置。
  2. 【請求項２】 前記駆動ワイヤは駆動コイルを構成し、
    前記変動磁界検出手段は前記駆動コイルと直交する軸を
    持つ少なくとも一つの検出コイルを有することを特徴と
    する請求項１記載の誘導型位置測定装置。
  3. 【請求項３】 前記各電磁結合手段は、前記駆動ワイヤ
    と並行して前記駆動ワイヤにより発生される第１の変動
    磁界と結合する受信導体部と、この受信導体部と連続し
    て形成されて前記第２の変動磁界を発生する送信導体部
    とを有する導体閉路により構成されていることを特徴と
    する請求項１記載の誘導型位置測定装置。
  4. 【請求項４】 前記各導体閉路は、前記複数個の電磁結
    合手段の配列周期の１／２の間隔をおいて前記駆動ワイ
    ヤと直交する互いに逆方向の誘導電流が流れる二つの送
    信導体部を有し、且つ前記変動磁界検出手段は、前記駆
    動ワイヤの長さの範囲内に前記複数個の電磁結合手段の
    配列周期の１／４の間隔をおいて配置されて前記各導体
    閉路の送信導体部により発生される変動磁界と結合して
    位相が９０°ずつずれた４相の出力信号を出す４個で１
    セットを構成する少なくとも１セットの検出ワイヤを有
    することを特徴とする請求項３記載の誘導型位置測定装
    置。
  5. 【請求項５】 前記各導体閉路は、前記複数個の電磁結
    合手段の配列周期の１／２の間隔をおいて前記駆動ワイ
    ヤと直交する互いに逆方向の誘導電流が流れる二つの送
    信導体部を有し、且つ前記変動磁界検出手段は、前記駆
    動ワイヤの長さの範囲内に前記複数個の電磁結合手段の
    配列周期の１／４の間隔をおいて配置されて前記各導体
    閉路の送信導体部により発生される変動磁界と結合して
    位相が９０°ずつずれた４相の出力信号を出す４個で１
    セットを構成する少なくとも１セットの第１の検出ワイ
    ヤと、前記駆動ワイヤの長さの範囲内に前記第１の検出
    ワイヤに対してλ／２Ｎ（λ：電磁結合手段の配列周
    期，Ｎ：３以上の奇数）だけ位相がずれた状態で前記複
    数個の電磁結合手段の配列周期の１／４の間隔をおいて
    配置されて前記各導体閉路の送信導体部により発生され
    る変動磁界と結合して位相が９０°ずつずれた４相の出
    力信号を出す４個で１セットを構成する少なくとも１セ
    ットの第２の検出ワイヤとを有することを特徴とする請
    求項３記載の誘導型位置測定装置。
  6. 【請求項６】 被測定体の位置を誘導型位置センサによ
    り測定する誘導型位置測定装置において、 前記誘導型位置センサは、 駆動電流源に接続されて交流電流が流れこの交流電流に
    より変動磁界を発生する駆動コイルと、 この駆動コイルと隣接して配置され、前記被測定体の変
    位に対応して駆動コイルが発生する変動磁界と結合して
    誘導電流を発生して出力信号を出す検出コイルと、 これらの駆動コイルと検出コイルを固定的に支持する支
    持体とを備え、 前記駆動コイルと検出コイルとは、前記被測定体がない
    場合に電磁的結合がなく、前記被測定体の変位に応じて
    前記駆動コイルが発生する変動磁界分布が変調されて前
    記検出コイルとの電磁的結合が生じるように設定されて
    いることを特徴とする誘導型位置測定装置。
  7. 【請求項７】 前記駆動コイルと検出コイルは、互いに
    直交する軸を持つように配置されていることを特徴とす
    る請求項６記載の誘導型位置測定装置。
  8. 【請求項８】 前記誘導型位置センサは、前記駆動コイ
    ルと検出コイルとが互いに直交する軸を持つように配置
    され、且つ前記被測定体として前記駆動コイルと検出コ
    イルの軸の二等分線上に沿って可動に配置されて前記駆
    動コイルから発生される変動磁界を位置に応じて変調す
    る接触子を備えることにより、近接センサとして用いら
    れることを特徴とする請求項６記載の誘導型位置測定装
    置。
  9. 【請求項９】 前記誘導型位置センサは、前記駆動コイ
    ルと検出コイルとが互いに直交する軸を持つように配置
    され、且つ前記被測定体として前記検出コイルを貫通し
    て相対移動して前記駆動コイルからの変動磁界分布を変
    調する磁界変調部が周期的に配列形成されたスケールを
    備えることにより、リニアエンコーダとして用いられる
    ことを特徴とする請求項６記載の誘導型位置測定装置。
JP10143537A 1997-12-03 1998-05-25 誘導型位置測定装置 Pending JPH11223505A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10143537A JPH11223505A (ja) 1997-12-03 1998-05-25 誘導型位置測定装置
US09/197,419 US6259249B1 (en) 1997-12-03 1998-11-23 Induction-type position measuring apparatus
DE19855685A DE19855685A1 (de) 1997-12-03 1998-12-02 Induktive Positionsmeßeinrichtung
US09/834,616 US20010020846A1 (en) 1997-12-03 2001-04-16 Induction-type position measuring apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-333249 1997-12-03
JP33324997 1997-12-03
JP10143537A JPH11223505A (ja) 1997-12-03 1998-05-25 誘導型位置測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11223505A true JPH11223505A (ja) 1999-08-17

Family

ID=26475241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10143537A Pending JPH11223505A (ja) 1997-12-03 1998-05-25 誘導型位置測定装置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6259249B1 (ja)
JP (1) JPH11223505A (ja)
DE (1) DE19855685A1 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2356049B (en) * 1999-11-04 2004-04-28 Elliott Ind Ltd Improvements in or relating to position detectors
JP2008286667A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Okuma Corp 電磁誘導型位置センサ
JP2012519287A (ja) * 2009-03-02 2012-08-23 マイクロ−エプシロン・メステヒニク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カー・ゲー 位置センサ
WO2013014991A1 (ja) * 2011-07-22 2013-01-31 村田機械株式会社 磁気式変位センサと変位検出方法
CN104819682A (zh) * 2014-02-04 2015-08-05 株式会社三丰 感应型位置测量设备
KR20160018658A (ko) * 2013-06-07 2016-02-17 아틀라스 콥코 인더스트리얼 테크니크 에이비 로터리 인코더
CN109870176A (zh) * 2017-12-01 2019-06-11 株式会社三丰 电磁感应型位置检测器
WO2020202864A1 (ja) * 2019-04-02 2020-10-08 村田機械株式会社 磁気式リニアセンサ
JP2023108226A (ja) * 2022-01-25 2023-08-04 三男 眞鍋 位置測定装置

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69827818T2 (de) * 1997-09-08 2005-04-21 Yaskawa Denki Kitakyushu Kk Magnetische kodiereinrichtung
US7290476B1 (en) 1998-10-20 2007-11-06 Control Products, Inc. Precision sensor for a hydraulic cylinder
JP2001012967A (ja) * 1999-04-28 2001-01-19 Asahi Optical Co Ltd エンコーダおよび磁気式エンコーダを搭載した測量機
JP3930227B2 (ja) * 2000-06-14 2007-06-13 ペンタックス株式会社 磁気式エンコーダおよび磁気式エンコーダを搭載した測量機
EP1164358B1 (de) 2000-06-16 2005-08-24 AMO Automatisierung Messtechnik Optik GmbH Induktives Längenmesssystem
JP2004517299A (ja) * 2000-08-02 2004-06-10 コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト アクティブ式磁界センサ、その使用、方法および装置
DE10104373B4 (de) * 2000-12-06 2008-06-26 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren zur Funktionskontrolle einer Positionsmesseinrichtung und Positionsmesseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US6600308B2 (en) * 2001-02-05 2003-07-29 Pentax Corporation Magnetic encoder and method for reducing harmonic distortion thereof
US6720760B2 (en) 2001-11-14 2004-04-13 Mitutoyo Corporation Induced current position transducers having improved scale loop structures
US7100861B2 (en) * 2002-01-23 2006-09-05 Control Products, Inc. Lead guide for cable extension type position sensors
US7093361B2 (en) * 2002-01-23 2006-08-22 Control Products, Inc. Method of assembling an actuator with an internal sensor
US6646433B2 (en) 2002-02-26 2003-11-11 Mitutoyo Corporation Induced current position transducers using tape scales with apertures
US6825651B2 (en) * 2002-04-12 2004-11-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Test method for characterizing currents associated with powered components in an electronic system
US6747448B2 (en) * 2002-08-14 2004-06-08 Honeywell International Inc. Rotary position sensor methods and systems
DE10338991A1 (de) * 2003-08-18 2005-03-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
DE10361905A1 (de) * 2003-12-23 2005-07-28 Fachhochschule Jena Meßanordnung zur Bestimmung der aktuellen Position, der Orientierung und/oder des Bewegungsablaufs eines Gegenstandes
DE10361904A1 (de) * 2003-12-23 2005-07-28 Fachhochschule Jena Verfahren und Anordnung zur Ermittlung von Positionen eines auf einer Fläche bewegten Gegenstandes
US7197974B2 (en) * 2004-01-15 2007-04-03 Control Products Inc. Position sensor
US7609055B2 (en) * 2004-07-21 2009-10-27 Control Products, Inc. Position sensing device and method
GB0427761D0 (en) * 2004-12-20 2005-01-19 Kreit Darran Position encoder for a rotor
JP2007041733A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Toyota Motor Corp 運動体の姿勢角検出装置
GB0606055D0 (en) * 2006-03-25 2006-05-03 Scient Generics Ltd Non-contact wheel encoder
DE502007005695D1 (de) * 2006-08-01 2010-12-30 Continental Teves Ag & Co Ohg Sensoranordnung zur präzisen erfassung von relativbewegungen zwischen einem encoder und einem sensor
DE102007010030A1 (de) * 2007-03-01 2008-09-04 Pepperl + Fuchs Gmbh Induktiver Inkrementalweggeber, Verfahren zum Ermitteln der Verschiebung eines ersten Objekts relativ zu einem zweiten Objekt und induktive Sensoreinheit
JP2009002788A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Panasonic Corp 電磁波測定方法及び電磁波測定装置
WO2009115764A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Sagentia Sensors Limited Processing circuitry
US20100123302A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-20 Ford Global Technologies, Llc Inductive vehicle seat position sensor assembly
WO2010067698A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor and display device
AT509627B1 (de) * 2010-03-29 2012-04-15 Ait Austrian Institute Of Technology Gmbh Vorrichtung zur erfassung der position einer stelleinheit
FR2960068B1 (fr) * 2010-05-12 2013-06-07 Senstronic Dispositif de detection et de denombrement d'elements metalliques
US8947077B2 (en) * 2011-05-19 2015-02-03 Ksr Ip Holdings Llc. Rotary position sensor
DE102011109553B4 (de) * 2011-08-05 2013-04-11 Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg Sensor und Sensorelement
TWI497907B (zh) * 2012-02-10 2015-08-21 Univ Nat Taiwan 變壓式功率放大器
WO2015056397A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 公立大学法人大阪市立大学 電流測定装置および電流測定方法
DE102013226198A1 (de) * 2013-12-17 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Sichere Positionsmessvorrichtung
JP6147658B2 (ja) * 2013-12-18 2017-06-14 三菱重工工作機械株式会社 電磁誘導式位置検出器及び検出方法
DE102014000503B4 (de) * 2014-01-20 2018-06-28 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System und Verfahren zur Erfassung der relativen Lage zweier Teile
US10114323B2 (en) * 2014-03-18 2018-10-30 Ricoh Company, Ltd. Sheet size detector and image processing apparatus
US9267819B2 (en) * 2014-06-12 2016-02-23 Mitutoyo Corporation Absolute position encoder scale having plates alternating with varying recesses
DE102014221967A1 (de) * 2014-10-28 2016-04-28 Horst Siedle Gmbh & Co. Kg Positionsgeber, Positionsmesseinrichtung und Betriebsverfahren hierfür
DE102015225695A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung einer Relativauslenkung
GB2546331A (en) * 2016-01-18 2017-07-19 Univ Oxford Innovation Ltd Reactance measurement
US10775199B2 (en) * 2016-08-24 2020-09-15 Mitutoyo Corporation Winding and scale configuration for inductive position encoder
CN108061509B (zh) * 2016-11-08 2023-07-11 新思考电机有限公司 位置检测装置、透镜驱动装置、照相机装置和电子设备
CN106940197B (zh) * 2017-03-17 2019-05-31 重庆理工大学 一种绝对式时栅直线位移传感器
US11525701B2 (en) 2018-01-22 2022-12-13 Melexis Technologies Sa Inductive position sensor
EP3514502B1 (en) * 2018-01-22 2021-07-14 Melexis Technologies SA Inductive position sensor
EP3514481B1 (en) * 2018-01-22 2021-12-22 Melexis Technologies SA Arrangement with a flux coupling target
DE102021106510A1 (de) * 2020-03-23 2021-09-23 Mitutoyo Corporation Sender- und empfängerkonfiguration für induktionspositionsgeber
US11181395B2 (en) 2020-03-23 2021-11-23 Mitutoyo Corporation Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder
US11169008B2 (en) 2020-03-23 2021-11-09 Mitutoyo Corporation Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder
US11067414B1 (en) 2020-03-23 2021-07-20 Mitutoyo Corporation Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder
JP2022047645A (ja) * 2020-09-14 2022-03-25 株式会社ミツトヨ スケール
DE102020128013A1 (de) 2020-10-23 2022-04-28 Balluff Gmbh Spulenanordnung für eine Sensorvorrichtung zum Ermitteln einer Position eines Objekts entlang einer sensitiven Achse der Sensorvorrichtung
US11713983B2 (en) 2021-06-30 2023-08-01 Mitutoyo Corporation Sensing winding configuration for inductive position encoder
US11807607B1 (en) 2023-03-09 2023-11-07 King Faisal University Aminocarbazole compounds as antibacterial agents
US11780809B1 (en) 2023-03-09 2023-10-10 King Faisal University Carbazole compounds as antibacterial agents

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1238814B (de) * 1966-02-23 1967-04-13 Merckle Flugzeugwerke G M B H Induktiver Winkelgeber nach dem Transformatorprinzip
US4401986A (en) * 1979-12-26 1983-08-30 Texas Instruments Incorporated Position sensor and system
US4584577A (en) * 1982-10-20 1986-04-22 Brookes & Gatehouse Limited Angular position sensor
US4638250A (en) * 1984-01-30 1987-01-20 Fiscint, Inc. Contactless position sensor with coreless coil coupling component
EP0743508A2 (en) 1995-05-16 1996-11-20 Mitutoyo Corporation Induced current position transducer
CH690933A5 (fr) * 1996-01-24 2001-02-28 Hans Ulrich Meyer Capteur inductif de déplacement.
US5973494A (en) 1996-05-13 1999-10-26 Mitutoyo Corporation Electronic caliper using a self-contained, low power inductive position transducer
US6002250A (en) 1996-05-13 1999-12-14 Mitutoyo Corporation Electronic linear scale using a self-contained, low-power inductive position transducer
US5894678A (en) 1997-01-29 1999-04-20 Mitutoyo Corporation Electronic linear tape measure using a low power induced current position transducer
US5886519A (en) 1997-01-29 1999-03-23 Mitutoyo Corporation Multi-scale induced current absolute position transducer
US5841274A (en) 1997-01-29 1998-11-24 Mitutoyo Corporation Induced current absolute position transducer using a code-track-type scale and read head
US6005387A (en) 1997-04-16 1999-12-21 Mitutoyo Corporation Reduced offset high accuracy induced current position transducer
US5998990A (en) 1997-08-25 1999-12-07 Mitutoyo Corporation Pitch-compensated induced current position transducer
US5936399A (en) 1997-09-16 1999-08-10 Mitutoyo Corporation Inductive position transducer having a multi-tap receiver winding
US6049204A (en) 1997-11-21 2000-04-11 Mitutoyo Corporation Electronic linear scale using a reduced offset high accuracy induced current position transducer
US5901458A (en) * 1997-11-21 1999-05-11 Mitutoyo Corporation Electronic caliper using a reduced offset induced current position transducer
US6157188A (en) 1998-08-31 2000-12-05 Mitutoyo Corporation Compact, long-range absolute position transducer with an extensible compact encoding

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2356049B (en) * 1999-11-04 2004-04-28 Elliott Ind Ltd Improvements in or relating to position detectors
US6909280B1 (en) 1999-11-04 2005-06-21 Elliott Industries Limited Inductive position detector
JP2008286667A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Okuma Corp 電磁誘導型位置センサ
JP2012519287A (ja) * 2009-03-02 2012-08-23 マイクロ−エプシロン・メステヒニク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カー・ゲー 位置センサ
JP2015092176A (ja) * 2009-03-02 2015-05-14 マイクロ−エプシロン・メステヒニク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カー・ゲーＭｉｃｒｏ−Ｅｐｓｉｌｏｎ Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ Ｍｉｔ Ｂｅｓｃｈｒａｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ ＆ Ｃｏｍｐａｇｎｉｅ Ｋｏｍｍａｎｄｉｔｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ 位置センサ
WO2013014991A1 (ja) * 2011-07-22 2013-01-31 村田機械株式会社 磁気式変位センサと変位検出方法
JP2013024779A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Murata Mach Ltd 磁気式変位センサと変位検出方法
JP2016526166A (ja) * 2013-06-07 2016-09-01 アトラス・コプコ・インダストリアル・テクニーク・アクチボラグ 回転エンコーダ
KR20160018658A (ko) * 2013-06-07 2016-02-17 아틀라스 콥코 인더스트리얼 테크니크 에이비 로터리 인코더
DE102015001040A1 (de) 2014-02-04 2015-08-06 Mitutoyo Corporation Positionsmesseinrichtung vom Induktionstyp
CN104819682A (zh) * 2014-02-04 2015-08-05 株式会社三丰 感应型位置测量设备
US9568300B2 (en) 2014-02-04 2017-02-14 Mitutoyo Corporation Induction type position measuring apparatus
CN109870176A (zh) * 2017-12-01 2019-06-11 株式会社三丰 电磁感应型位置检测器
CN109870176B (zh) * 2017-12-01 2022-02-01 株式会社三丰 电磁感应型位置检测器
WO2020202864A1 (ja) * 2019-04-02 2020-10-08 村田機械株式会社 磁気式リニアセンサ
JP2020169851A (ja) * 2019-04-02 2020-10-15 村田機械株式会社 磁気式リニアセンサ
CN113614492A (zh) * 2019-04-02 2021-11-05 村田机械株式会社 磁式线性传感器
TWI825300B (zh) * 2019-04-02 2023-12-11 日商村田機械股份有限公司 磁氣式線性感測器
CN113614492B (zh) * 2019-04-02 2024-03-29 村田机械株式会社 磁式线性传感器
JP2023108226A (ja) * 2022-01-25 2023-08-04 三男 眞鍋 位置測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6259249B1 (en) 2001-07-10
DE19855685A1 (de) 1999-06-10
US20010020846A1 (en) 2001-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11223505A (ja) 誘導型位置測定装置
CN110657826B (zh) 用于感应位置编码器的标尺构造
JP3366855B2 (ja) 誘導型位置検出装置
US6011389A (en) Induced current position transducer having a low power electronic circuit
US5804963A (en) Inductive displacement sensor with a cursor and a movable coupling scale
US7049924B2 (en) Electromagnetic induction type position sensor
JP4700845B2 (ja) 誘導形測長システム
JP3436510B2 (ja) オフセットを減少させた高精度誘導電流型絶対位置トランスデューサ及び絶対位置決定方法
US5233294A (en) Inductive proximity sensor and position transducer with a passive scale
EP1881299B1 (en) Inductive position sensor
US6646433B2 (en) Induced current position transducers using tape scales with apertures
US5998990A (en) Pitch-compensated induced current position transducer
JP4615955B2 (ja) 誘導型変位検出装置
JP4390347B2 (ja) 位置検出装置
JP3559225B2 (ja) 誘電型位置検出装置
US11262219B2 (en) Inductive absolute position sensor
RU2497080C2 (ru) Сенсорное устройство и способ для определения положения и/или изменения положения объекта измерения
JP2018004630A (ja) 電子式アブソリュート型エンコーダ
JP4464517B2 (ja) 位置検出装置
JPS61292014A (ja) 位置検出器
JP4211278B2 (ja) エンコーダ
JP2005030836A (ja) 変位センサおよびこの変位センサを用いたアクチュエータ
US20240027233A1 (en) Inductive position sensor
JPH11173872A (ja) リニアレゾルバ信号発生方法及びリニアレゾルバ
EP4053509A1 (en) Target and receiver for an inductive sensor