JPS5827013A - 測定用エンコ−ダ - Google Patents
測定用エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS5827013A JPS5827013A JP12520681A JP12520681A JPS5827013A JP S5827013 A JPS5827013 A JP S5827013A JP 12520681 A JP12520681 A JP 12520681A JP 12520681 A JP12520681 A JP 12520681A JP S5827013 A JPS5827013 A JP S5827013A
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- JP
- Japan
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- magnetic
- output
- detection
- series
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- 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
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
- G01D5/244—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は長さ9回転角等を測定する測定用エンコーダに
関するもので、詳しくは2個で1組の検出器を複数四組
用意することにより、測定の最小寸法間隔がスケールに
記録した記録間隔の”/4Nの間隔まで読みとることの
出来る測定5用エンコーダに関する。
関するもので、詳しくは2個で1組の検出器を複数四組
用意することにより、測定の最小寸法間隔がスケールに
記録した記録間隔の”/4Nの間隔まで読みとることの
出来る測定5用エンコーダに関する。
従来技術における測定用エンコーダには光学的方式また
は磁気的方式などが広く利用ざnている。
は磁気的方式などが広く利用ざnている。
こ几らはいず五もガラス板または磁気媒体に位置を懺示
する信号が書き込まれていて、この信号を物権の目盛と
して読みとることによシ長さめるいは回転角を求めてい
た。しかじ&からスケールの目盛よりも微小な部分まで
読む場合は、!8!み取った信号の大きさを内挿法によ
り求めてアナログ−デジタル変更により微小寸法を求め
てい友。そのため、寸法の測定がアナフグ/デジタル(
A/D)変換器の精度に依存し、しかも測定の精度を上
げるには目盛数を多くし、同時に検出Oも小さくする必
gがあり、このため、機械工作の精度を上げることも必
要で非常に高額なものになった。
する信号が書き込まれていて、この信号を物権の目盛と
して読みとることによシ長さめるいは回転角を求めてい
た。しかじ&からスケールの目盛よりも微小な部分まで
読む場合は、!8!み取った信号の大きさを内挿法によ
り求めてアナログ−デジタル変更により微小寸法を求め
てい友。そのため、寸法の測定がアナフグ/デジタル(
A/D)変換器の精度に依存し、しかも測定の精度を上
げるには目盛数を多くし、同時に検出Oも小さくする必
gがあり、このため、機械工作の精度を上げることも必
要で非常に高額なものになった。
本発明はこのような従来の欠点を改良して、記録された
目盛よ)も小ぢい寸法までをデジタルに読むことができ
るような高精度の測定用エンコーダを提供することを目
的とするものでるる。
目盛よ)も小ぢい寸法までをデジタルに読むことができ
るような高精度の測定用エンコーダを提供することを目
的とするものでるる。
本発明の説明fEをもちいて詳細に説明する。
嬉1図拉本発明の基本例を示すもので、磁気媒体1拡等
間隔で交互に異種が着磁ざn物権となる。
間隔で交互に異種が着磁ざn物権となる。
こrに磁気検出4!I2の磁気検出素子A、IIが着磁
間隔の(L+”/り ピッチ間隔で配置−gfしてい
る(IIでaL−1で、(l+し2)ピッチを示す)。
間隔の(L+”/り ピッチ間隔で配置−gfしてい
る(IIでaL−1で、(l+し2)ピッチを示す)。
なお、L拡零又は正の整数でるゐ。第2図は第1図の―
錬検出器2の回路を示し皮もので、2個の磁気検出索子
ム、Bは直列になってシシ、その両端に露なる電圧が印
加されている。このような回路で、磁気検出素子”Bの
両端から出力tとると、tlX3Eに示すようにtj/
2 Yt中心とした正弦波に類似した波形が得られる。
錬検出器2の回路を示し皮もので、2個の磁気検出索子
ム、Bは直列になってシシ、その両端に露なる電圧が印
加されている。このような回路で、磁気検出素子”Bの
両端から出力tとると、tlX3Eに示すようにtj/
2 Yt中心とした正弦波に類似した波形が得られる。
いま磁気検出素子Bが磁気媒体1の磁場の強い部分にる
るときは、他の磁気検出素子ムは磁場の弱い部分にある
ので抵抗紘低くカリ、磁気抵抗素子Sのみが磁場の変化
で抵抗が変化して得らnる信号よりも大きな振幅の信号
が得らnる。このような1組の磁気検出器2は本発明を
構成する磁気検出・の基本構成でるる。
るときは、他の磁気検出素子ムは磁場の弱い部分にある
ので抵抗紘低くカリ、磁気抵抗素子Sのみが磁場の変化
で抵抗が変化して得らnる信号よりも大きな振幅の信号
が得らnる。このような1組の磁気検出器2は本発明を
構成する磁気検出・の基本構成でるる。
つぎに第4図に示すように、2個の磁気検出素子ム、l
のほかに、このム、Bと同じ抵抗値を持つ2mの固定抵
抗ムl 、 81 を嬉4図Qように結線する。こOよ
うにすると、a 、 bf)2111IIに得られる電
圧から#X5図に示しえような正弦波に似た波形が得ら
れ、こfL【整形すると第6図に示すようなデエーテイ
比0.5の角形波形が得られる。この波形の立ち上がn
o位置が欄i&もしくll111転角等0橢定位置で6
る。しかし、ζOような構成では磁気媒体10m111
の間隔管最小単位とする寸法以下6寸法は一定でき、な
い。
のほかに、このム、Bと同じ抵抗値を持つ2mの固定抵
抗ムl 、 81 を嬉4図Qように結線する。こOよ
うにすると、a 、 bf)2111IIに得られる電
圧から#X5図に示しえような正弦波に似た波形が得ら
れ、こfL【整形すると第6図に示すようなデエーテイ
比0.5の角形波形が得られる。この波形の立ち上がn
o位置が欄i&もしくll111転角等0橢定位置で6
る。しかし、ζOような構成では磁気媒体10m111
の間隔管最小単位とする寸法以下6寸法は一定でき、な
い。
*711は本発明の構成の主l!部を示す説IlA図で
69、N![の磁気検出器を配置した時の一部分を示す
。いま、嬉lの磁気検出器3に対し、隣L6う醜2の磁
気検出!)4はその配置畜れる位置が震1の磁気検出l
I3よp%”72Nピツチだけずれた位置に配置されて
いる。第3の磁気検出器(図示せず)は第10磁気検出
l!3に対して2/!!Nピツチ、第NII目の磁気検
出器(wJ示せず)は1ピツチだけずnて配置される。
69、N![の磁気検出器を配置した時の一部分を示す
。いま、嬉lの磁気検出器3に対し、隣L6う醜2の磁
気検出!)4はその配置畜れる位置が震1の磁気検出l
I3よp%”72Nピツチだけずれた位置に配置されて
いる。第3の磁気検出器(図示せず)は第10磁気検出
l!3に対して2/!!Nピツチ、第NII目の磁気検
出器(wJ示せず)は1ピツチだけずnて配置される。
このように配置された磁気検出器は、先に述べたように
同じ抵抗値を持つ固定抵抗O![と対!なして緒Is耀
れる。仁の結線の様子tH8図に示す。この図において
、MRは磁気検出器の抵抗(磁気検出素子)を示し、?
Rは固定抵抗管示す、この118gmに示した回路2は
、単に4114図の回路IN組配列しただけでるる。
同じ抵抗値を持つ固定抵抗O![と対!なして緒Is耀
れる。仁の結線の様子tH8図に示す。この図において
、MRは磁気検出器の抵抗(磁気検出素子)を示し、?
Rは固定抵抗管示す、この118gmに示した回路2は
、単に4114図の回路IN組配列しただけでるる。
そして、ll81IIの出方jl Co * C1e
” ” ” Cy−411”ら得られる第6EC)矩形
波に相当する波形としては、tIIcI1図に示すよう
にNヶの矩殖波が観測てれる。すなわち、磁気媒体に着
磁ピッチを2m勢分し九位置で測定ができる。このとき
の測定の間隔れン2Nピッチとなる。いま、5gの磁気
検出器を使用すると、磁気媒体に着磁したピップのし1
0壕でデジタル量で測定することができる。
” ” ” Cy−411”ら得られる第6EC)矩形
波に相当する波形としては、tIIcI1図に示すよう
にNヶの矩殖波が観測てれる。すなわち、磁気媒体に着
磁ピッチを2m勢分し九位置で測定ができる。このとき
の測定の間隔れン2Nピッチとなる。いま、5gの磁気
検出器を使用すると、磁気媒体に着磁したピップのし1
0壕でデジタル量で測定することができる。
總10図は、本発明の基本構成をもとに1更に高精度で
位置の読みと)t−可能にした磁気検出素子の組みるわ
せでるる。[10図におけるC0゜CI +”” C
N−1は、蘂8図におけるC、lC1゜・・・C1−1
と同等でるる。^ま、第1Iilの磁気検出素子kn
e j’llに対してその隣接した位置に配置さルて対
を組むものt ”* e A1とする。ここで、ム1*
jllでなくて組、ム1になっている理由社。
位置の読みと)t−可能にした磁気検出素子の組みるわ
せでるる。[10図におけるC0゜CI +”” C
N−1は、蘂8図におけるC、lC1゜・・・C1−1
と同等でるる。^ま、第1Iilの磁気検出素子kn
e j’llに対してその隣接した位置に配置さルて対
を組むものt ”* e A1とする。ここで、ム1*
jllでなくて組、ム1になっている理由社。
ムロ、鳳・から求められる信号に対して位相が180゜
ずルでいてあたかも波形が反転しているような形管示す
ためでるる。いま、LI、B、の磁気検出器から得らn
る信号t−鳳・、農!、ム鵞から得らnる信号eat
とすると、仁の2つの信号から差を求めるとC・′な
る1号が得られる。jf’Lらの関係t、黴式管用込て
貴重と、ム・、l・の磁気検出aから得られる信号管I
lオ、マ・−・會 として磁気検出器からの信号が正弦
関数で浅水されると仮定する。
ずルでいてあたかも波形が反転しているような形管示す
ためでるる。いま、LI、B、の磁気検出器から得らn
る信号t−鳳・、農!、ム鵞から得らnる信号eat
とすると、仁の2つの信号から差を求めるとC・′な
る1号が得られる。jf’Lらの関係t、黴式管用込て
貴重と、ム・、l・の磁気検出aから得られる信号管I
lオ、マ・−・會 として磁気検出器からの信号が正弦
関数で浅水されると仮定する。
つぎに、’l eム1の磁気検出器からの信号は6エー
マ・th(伽會−一) として同様に考えられる。
マ・th(伽會−一) として同様に考えられる。
この場合−は、磁気検出素子ム・、Boと1宜、ム1の
配列”ireた間隔に依存する出力信号の位相のずnr
示すもので6り、嬉10図に関して考えると、配列ざn
る間隔はし1N に相尚する。このような二りの信号か
ら着のFB’−Ex −Is t’求めると、g’=
+r マ・(*st+内(#t−11)) となp1
簡単11aKKよ’:)”CI’−2vs*(#t
’/2)となる。
配列”ireた間隔に依存する出力信号の位相のずnr
示すもので6り、嬉10図に関して考えると、配列ざn
る間隔はし1N に相尚する。このような二りの信号か
ら着のFB’−Ex −Is t’求めると、g’=
+r マ・(*st+内(#t−11)) となp1
簡単11aKKよ’:)”CI’−2vs*(#t
’/2)となる。
すなわち菖19sのc、’ 、 c’、’ 、**・C
M−1’に得られる信号は、振@がhl・、1!ム1の
各磁気検出器から得らnる信号のmsよ)も約2倍にな
り、かつ位相は−4と、tJl、ムBe m m、ム
1の磁気検出器の信号にシける位相のずれの半分の位置
に来る。*ち、ム8 Be e ^・′B・′によりて
レカの間隔で寸法ま友は闘転角の一定が出来たが、この
方法を適用するとさらにし4Nの間隔で測定できること
罠なゐ。このIs係を嬉11図に示す。すなわち、演算
によって得られた出力g は/4Nの位相のずnで出力
が0となる。この信号t−第5図、M6rlJに示した
ように%あるいは第9図に示し九ように波形Il形回路
管経て矩形波にすると、1/4Nの位置で立ち上シのる
るパルスが得ら゛れ、1/4Nの間隔で測定が可能にな
る。
M−1’に得られる信号は、振@がhl・、1!ム1の
各磁気検出器から得らnる信号のmsよ)も約2倍にな
り、かつ位相は−4と、tJl、ムBe m m、ム
1の磁気検出器の信号にシける位相のずれの半分の位置
に来る。*ち、ム8 Be e ^・′B・′によりて
レカの間隔で寸法ま友は闘転角の一定が出来たが、この
方法を適用するとさらにし4Nの間隔で測定できること
罠なゐ。このIs係を嬉11図に示す。すなわち、演算
によって得られた出力g は/4Nの位相のずnで出力
が0となる。この信号t−第5図、M6rlJに示した
ように%あるいは第9図に示し九ように波形Il形回路
管経て矩形波にすると、1/4Nの位置で立ち上シのる
るパルスが得ら゛れ、1/4Nの間隔で測定が可能にな
る。
°以下実権例に関して記載する。磁気媒体を塗布した磁
気スケールに0.1tmmのピンチで着磁をして測長器
を製作した。一方、長さ【求める測定子にと夛つけ九磁
気検出器’1i−5組配置し友。5組の磁気検出器の配
列間隔は0.1mmの”/2N、すなわち着磁位置に関
して0.01 mmずつずれた位置に検出素子が配置さ
nるようにし九。このようにして測定を行なったところ
、第9図に示すように0.01mmの間隔で測長するこ
とが出来な。
気スケールに0.1tmmのピンチで着磁をして測長器
を製作した。一方、長さ【求める測定子にと夛つけ九磁
気検出器’1i−5組配置し友。5組の磁気検出器の配
列間隔は0.1mmの”/2N、すなわち着磁位置に関
して0.01 mmずつずれた位置に検出素子が配置さ
nるようにし九。このようにして測定を行なったところ
、第9図に示すように0.01mmの間隔で測長するこ
とが出来な。
また別の実権例として、@10図に示したような結41
?5組の磁気検出器に関して行なつ几ところ、0.00
5 mmの間隔で測長する測定器が得られfI−@ このようKO,1鋤膳の着磁ピッチで5atO磁気検出
器t−使用して0.005 ra謙の間隔で読みとるこ
とができゐ、を九0.04mm0着磁ピッチで10組の
磁気検出器上使用するとO,001mmの間隔で測長が
できる。
?5組の磁気検出器に関して行なつ几ところ、0.00
5 mmの間隔で測長する測定器が得られfI−@ このようKO,1鋤膳の着磁ピッチで5atO磁気検出
器t−使用して0.005 ra謙の間隔で読みとるこ
とができゐ、を九0.04mm0着磁ピッチで10組の
磁気検出器上使用するとO,001mmの間隔で測長が
できる。
以上、本発明の詳細な説明と実権例KIIIしてけ磁気
的な着磁と磁気検出器との組合わせについて記載したが
、本発明は何らこのような磁気的な構造体に限定きれる
ものではなく、光学的なスリットによる物損と光学的検
出器との組みtわぜに関しても同じような効果が得られ
る。
的な着磁と磁気検出器との組合わせについて記載したが
、本発明は何らこのような磁気的な構造体に限定きれる
ものではなく、光学的なスリットによる物損と光学的検
出器との組みtわぜに関しても同じような効果が得られ
る。
tた本発明の詳細な説明と実権例に関する磁気的な媒体
としては、磁性粉を塗布したもので4、めるいは磁性粉
tゴム、ゲラステック勢でシート、秋にしたもの%To
ゐいは磁性体をメッキしたものでも何んら支障Oないこ
と社云うまでもない。
としては、磁性粉を塗布したもので4、めるいは磁性粉
tゴム、ゲラステック勢でシート、秋にしたもの%To
ゐいは磁性体をメッキしたものでも何んら支障Oないこ
と社云うまでもない。
tた本発明の実権例では測長器について述べてめゐが、
これtim転角、1転速度岬を求める回転エンコーダに
適用することも出奉ることは自明で番る。
これtim転角、1転速度岬を求める回転エンコーダに
適用することも出奉ることは自明で番る。
木Q明の効果は粗な物損を使って精密な測定が出来るこ
とでるり、使用する検出器数をN組とすると、物損の最
小単位の”/ZNとなり、盲らに別の配線をすると17
4Nとなる。このため、精度を上げるのに必要でめった
検出器と物損の間隔を粗にした状態で精度を向上式せて
測定することができるので、高精度の測長もしくは回転
エンコーダが安価に、しかも低精度のエンコーダを作る
場合と同じ加工精度で製作することかできる。ま′た高
精度が得らnるわりKは各種部品の実装方法が非常に簡
単になり機構的な信頼性金高くすることが可能になる。
とでるり、使用する検出器数をN組とすると、物損の最
小単位の”/ZNとなり、盲らに別の配線をすると17
4Nとなる。このため、精度を上げるのに必要でめった
検出器と物損の間隔を粗にした状態で精度を向上式せて
測定することができるので、高精度の測長もしくは回転
エンコーダが安価に、しかも低精度のエンコーダを作る
場合と同じ加工精度で製作することかできる。ま′た高
精度が得らnるわりKは各種部品の実装方法が非常に簡
単になり機構的な信頼性金高くすることが可能になる。
ま念着磁ピッチを越えた間隔で測定をする場合は、検出
器の数を多くして着磁ピッチと少しずつずらせて、いわ
ゆるノギスの原理を用いnばよいが、この場合は検出器
の数が多くなって検出器と回路間の引きまわしの線長お
よび線の本数が多くな夛、配線相互間のノイズが問題に
なって回路上の対策を種々必要とする。しかし、本発明
では、このような検出器の数の増加【伜なわ1にい゛て
簡単1kmllKより高精度のエンコーダを提供するこ
とができ番等優れた効果かめる。
器の数を多くして着磁ピッチと少しずつずらせて、いわ
ゆるノギスの原理を用いnばよいが、この場合は検出器
の数が多くなって検出器と回路間の引きまわしの線長お
よび線の本数が多くな夛、配線相互間のノイズが問題に
なって回路上の対策を種々必要とする。しかし、本発明
では、このような検出器の数の増加【伜なわ1にい゛て
簡単1kmllKより高精度のエンコーダを提供するこ
とができ番等優れた効果かめる。
第1図は本発明の基本構成でるる磁気的な物損と磁気検
出器の関係を示す図、第2図は磁気検出器の回路図、嬉
3図はWE2図の磁気検出器から得られる信号の波形図
、嬉4図は酵2図の磁気検出器と抵抗回路とコレパレー
タ−の回路図、第5図は第4図のa、一端から得られる
信号の波形図、第6図はこの出力の波形図、第7図は本
発明の一奥権例の部分的な2偏の磁気積出4器を示す図
、第8図はNilの磁気検出器全使用した時の第4図に
相轟する配線図、第9図はその出力の波形図、酊10図
は他の実施例の配線図、第11図は第10図の出力波形
の差の関係を示す図でろる。 1・・・・磁気媒体、2.S、4・・・・磁気検出器、
A、It、ム・ 、B1.ム1 e Bl t〜 ・・
・・磁気検出素子。 第1−図 第3図 第5図 第6図 第2図 1 第4図 第9図 第10図 Co C1−−一−−−CNJ 第11図
出器の関係を示す図、第2図は磁気検出器の回路図、嬉
3図はWE2図の磁気検出器から得られる信号の波形図
、嬉4図は酵2図の磁気検出器と抵抗回路とコレパレー
タ−の回路図、第5図は第4図のa、一端から得られる
信号の波形図、第6図はこの出力の波形図、第7図は本
発明の一奥権例の部分的な2偏の磁気積出4器を示す図
、第8図はNilの磁気検出器全使用した時の第4図に
相轟する配線図、第9図はその出力の波形図、酊10図
は他の実施例の配線図、第11図は第10図の出力波形
の差の関係を示す図でろる。 1・・・・磁気媒体、2.S、4・・・・磁気検出器、
A、It、ム・ 、B1.ム1 e Bl t〜 ・・
・・磁気検出素子。 第1−図 第3図 第5図 第6図 第2図 1 第4図 第9図 第10図 Co C1−−一−−−CNJ 第11図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 a) スケールに等間隔に記帰さfL九記鎌ピッチ0、
(L+し2)ピッチ(&は零又は正の整数)Kll轟丁
:6間−を保持しかつ直列に接続され食雪個の検出素子
からなる検出器’! ”/211ピッチずり離れた位置
にNMIC頁は正の整数)配置し、前記各検出素子と同
じ抵抗値管有しうっ直列に接続されな2傭の固定II抗
を同じ<Nll設け、2儒の検出素子の一方の両端から
得た嬉1の出方と2個の圃定衡抹の一方の両層から得た
1に2の出方との差から各!lの出力信号管権出し、こ
れらの出力1号の振幅か印加電圧の’!4Kfkる点管
検出することによって前記スケールの記−間隔のし2N
の寸法間、隔−で長畜i為いは謬転角度を測定すること
t特徴とす為11定用エンコーダ。 体)Xケールに等間隔に配II−gれた記録ピッチの(
L+し冨)ピッチ(Lは零又杜正の整数)K相蟲する間
隔管保持しかつ直列に接続された2備の検出素子からな
る検出巻管し2Nピツチずつ離れた位置に1ull(N
は正の偶整数)配置し、2側の検出素子の一方の両層か
ら得九諺lの出力とこれと相1iIDろう211の検出
素子の一方の両端から得九第2の出力との差から隣接検
出器間の出力信1号を取出し、これらの出力信号から前
記スクールの記録間隔の”/4N の寸法間隔で長ざめ
るいは回転角!Rを欄定丁名ことt特徴とする測定用エ
ンコーダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12520681A JPS5827013A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 測定用エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12520681A JPS5827013A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 測定用エンコ−ダ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5827013A true JPS5827013A (ja) | 1983-02-17 |
Family
ID=14904516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12520681A Pending JPS5827013A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 測定用エンコ−ダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5827013A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6160113U (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-23 | ||
JPS61178410U (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-07 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4989580A (ja) * | 1972-11-14 | 1974-08-27 | ||
JPS52121356A (en) * | 1976-04-05 | 1977-10-12 | Ibm | Converter for displacement detection |
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