JPS59133409A - 相対的変位を監視し制御する装置 - 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】 技術分野 本発明は一対の部材の相対的位置を監視””Ｌ　ｔｆｆ
ｌＪ御する装置に開するものであり、物に磁気を利用し
た上記装置に胸するものである。

背′１に技術 多（の種類の位置応答装置か知られている。典型的なも
のとしては、これらの装置は移動する物体の、ある基準
体に対する、相対位ｔを監視したり、または移動する物
体の位置制御のために移動物体の遅動を顯ループ制御回
路のフィードバック信号として用いるのに用いられる。

このような装置に対し、磁気的検出装置を用いることも
筐だよ（知られている。一般的な磁気検出装置としてホ
ール効果の原理を利用したものがある。ホール効果の利
点を利用するために、ホール・プローブまたはホール電
圧発生器が利用される。ホール・プローブの出力電圧は
、このホール・プローブを流れる電流とホール・プロー
グに垂直な磁界強度との積に比例するので、ホール電圧
発生器を静止状態において、磁気をもった物体の移動に
対応した電圧出力を得ることができる利点を有する。こ
れらの特徴により、ホール電圧発生器が位置応答装置に
よ（用いられる。

しかしホール・プローグを用いた従来の位置制御装置の
場合、必要な精度なうろことが難しい場合がしばしばあ
る。それは各種の原因のために、電圧に誤差が入るため
である。比較的よ（みられる１つの原因は、プローブと
、このプローグが父差する磁界を発生する１個または複
数個の磁石との間の間隔が変動することである。このよ
うな変動は、たとえば組立てのきいにプローブの配置が
不適当であることから生じたり、或いはより普通に起こ
るように、実際に使用に供せられてからプローグが磁石
に対して移動する等の原因から生じる。脇差を生じる別
の原因としては、磁石が不完全であり、その磁界強度の
安定性が悪くなる場合もある。

このような位置応答装置の精度を改良する努力がいろい
ろと行なわれてきた。例えは米国特許第３．３２９，８
３３号には、い（つかのホール・プローブが記載されて
いる。これらのホール・プローブは互いに直列に配置さ
れ、１Ｒ１ｖ的に磁化されたスケールの各段階と整合し
ている。それぞれのホール・プローブは、走査されるべ
き磁化されたスケールの牛周期に対応する距離だけ、互
いに規則正しい間隔をもって配置される。複数個のホー
ル・プローグを用いることは、信号電圧全体を大きくす
るためだけではなり、複数個の応答出力を平均化するこ
とにより、精度な尚める効果がある。

このような方法は、誤差を小さくする効果があるけれど
も、装置の簡易化を犠牲にする。さらに、このようにし
ても、プローブと磁気スケールとの間の間隔が変動する
ことによる誤差を防ぐことはできない。

従来の各撞の磁気型の位置応答装置はいずれも、磁石と
の間隔が好ましくなく変動した場合または磁界強度に信
頼性がない場合、１対の相対的に可動な部材の位置決め
な精密にそしてリアルタイムに制御または監視すること
ができな（、またいずれも単独で上述のような機能を経
済的にかつ効率よく簡単な方法で達成することはできな
い。

発明の要約 本発明の目的は改良された磁気検出装置を用いた位置応
答装置をうることである。

本発明の例示された実施例により、１対の部材の間の相
対変位を監視しそして制御する装置かえられる。この１
対の部材のうちの１つが与えられた経路に沿って移動す
る。この装置は、磁界強度を検出するために、部材のう
ちの一方（第１部材）に取付けられた検出装置を有する
。この検出装置は、同一、もしくは既知の比率の応答特
性なもち与えられた増分距離だけ互いに隔てられた少な
くとも１対の磁気検出プローブを有する。他方の部材（
第２部材）には−足の磁界を発生する磁気装置を有する
。この磁気装置と検出装置は、相対移動のさい検出装置
か変動する磁界強度を検出できるような検出路に沿って
移動するように構成されそして配ｔ［ｌｃされる。それ
ぞれのプローブによって測定された磁界強度の値を周期
的に決建するために、制御装置かそなえられる。この制
御装置は、プローブのうち相対移動の方向に対して前端
のプローブの測厘憧に少なくとも関連した値を記憶する
ための装置と、この記憶された創建値とプローブのうち
の後端プローブの椀在値とを比軟するための装置と馨有
する。このことにより、記憶値と境在憧との間の関係、
およびプローブの増分間隔とにより、部材の相対移動か
定められる。

さらに好ましい実施例におい又は、各周期または各サイ
クルの間、谷プローデの磁界強度値が胱出され、そして
相対移動の方向に関して前端のプローブの値か記憶され
る。ｆｆｆｌＪ１１１装置は前端プローブの測定値に関
連した値を記憶する。後方のプローブまたは後端プロー
ブは磁界強度の読出しを持続して行ない、このことはこ
の胱出し値が前端プローブによって測定された記憶値と
整合するまで続く。この整合かえられた時点に、プロー
ブ間の距離に等しい増分距離だけ、部材が相対的に移動
したことになる。後端グローブが命情信号によって表さ
れる増分間隔の倍数と一致する点に到達するまで、これ
らの段階が繰返される。後端プローブか前記点に到達し
た時、部材は正しく変位されたことになる。プローブ間
での磁界強度の勾配を求めて、この変位の速度を制御す
ることができる。

本発明の他の１的は、このような相対的に移動可能な少
な（とも１対の部材の位置決めを制御する方法を提供す
ることである。

本発明の他の目的および本発明のこのその他の応用分野
は添付図面と以下の実施態様の評細な説明から明らかと
なるであろう。添付図面において、同等な素子には同じ
参照番号が付されている。

実施例 第１図および第２図は本発明による改良された位置応答
装置１０である。図示された実施例の位置応答装置１０
は相対的に移動するように取付けられた２つの部材１２
，１４の位置を制御する。

部材１２は、固足部材１４に対し、一般に直腺路に沿っ
て、すなわち、矢Ａで示された経路に沿って、並進移動
するように取付けられる。この可動部材１２はそれ自身
適当な出力装置であってもよく、または工作物（図示さ
れていない）に遅１８されたものでもよい。例えは、可
動部材１２はプログラム可能なシャッタであることかで
きる。

この位置応答装置ｔ１０は可動部材１２の共通向に取付
けられた１対の並置された永久磁石１８および２０をそ
なえた磁気装置１．１６を何する。２つの永久磁石１８
および２０は、サマリウム・コバルトのような、布上類
型であることが好ましい。

この実施例では、永久磁石１８および２ｏは薄（て平ら
であり、一般に長方形の形をもっている（第６図）。こ
の２つの磁石１８．２０は共通の接合面２２で＠Ｉｉ接
している。露出した狭面２４は互いに共通の平面内にあ
り、それぞれの磁石の極性は互いに反対方向である。例
示の目的のために、永久磁石１８の産出した表面２４は
Ｓ極であり、一方、永久磁石２０の露出した表面はＮ極
であるとする。これらの磁石１８．２０の磁界は移動方
向すなわち移動路Ａに全体的にみて垂直であり、そして
フィールド・コイル組立体２６が磁界内に入る。また、
これらの磁界の強度は等しく、そしてこれらの磁界の強
度は、制御の目的のために十分な大きさのホール電圧を
発生することができる。

これらの並ｔされているが逆向きである磁界の重要性は
後で説明されるであろう。

全体的にみて平面状であるフィールド・コイル組立体２
６が第１図および第２図、臀に第６図によく示されてい
る。図に示されているように、コイル組立体２６は互い
に平行に対向する縦方向巻線部分２６ａ１　２６ｔ）を
有する。これらの巻線部分は接合面２２に全体的に平行
であり、そしてそれぞれが永久磁石１８．２０のつくる
磁界内を横切っている。巻線部分２６０．２６＋１は、
永久磁石１８．２０の磁界の外側で、縦方向部分２６ａ
。

２６ｂを接続している。巻線部分２６ａ〜２６ｄは、適
当なプラスチックの被覆物２８で覆われていることが好
ましい。このコイルか付勢されて一定の方向に電流が流
される時、コイル部分２６ａ。

２６ｂＫは逆向きの電流か流れる。

例示の目的のために、第１図および第２図において、コ
イル巻線部分２６ａを流れる゛電流は紙面から手前の方
向に流れていて、これを記号「・」で示している。コイ
ル部分２６１：＋’に流れる電流は紙面の表面から層面
の方向に流れており、これは記号ｒＸＪで示されている
。勿論、コイル巻線部分２６１Ｌ、２ｔｉｌ）’に流れ
る′電流の向きがそれぞれ逆になっていてもよい。コイ
ル巻線部分２６ａ。

２５ｂを電流が流れるとき電磁界が発生する。これらの
電磁界は永久磁石１８，２０の磁界と相互作用し、可動
部材１２を変位させる。電流の方向はこの変位の方向を
定め、一方、電流の大きさは変位の速度すなわち変位の
カン定める。これらの巻線部分が移動する時、これらの
巻線部分が同じ］　］ 値の磁界強度を横切るように、これらの巻線部分２６ａ
ｔ　　２６ｂ’ｖ磁界内に配置することが望ましい。こ
の場合、一定の駆動力をうろことができる。

番号３０で全体的に示された磁気検出・制御回路組立体
（第３図）がこの磁気検出装置１６に設けられる。この
磁気検出・制御組立体３０は固足部材１４に取付けられ
る。その場合、検出・Ｍ８御組立体３０はコイル組立体
２６と永久磁石１８゜２０の中央に配置される。組立体
３０は磁気検出・制御回路３２を有することが好ましい
。この磁気検出・制御回路３２は１つの集積回路（工０
）チップ（第６図）内に組込むことができる０前記装置
を１つのチップ内に組込むことにより極めて小形に制御
器をつくることができるという利点がある。この検出・
制御回路３２の図示を簡単にするため図では、巻線部分
２６ａ、２６１）の間に配置されたホール・トランスジ
ューサすなわちホール・プローグ３６．３８だけが示さ
れ、他はブロックで示している。

磁気検出・制御回路の電流は好ましくは直流２ （ＤＣ）電源３４より供給される。

集積回路チップの中に１対の並置されたホール効果トラ
ンスジューサまたはプローブ３６．３８がある。これら
は互いに一定の間隔だけ離れている。この間隔Ｏｘｉ性
は後で説明される。ホール・プローブ３６．３８のおの
おのに電源から基準電流が供給される。電源３４はホー
ル効果プローブ３６．３８を付勢するだけでなく、コイ
ル組立体２６をも付勢する。第１図に示されているよう
に、このホール効果プローブ３６．３８は常時は接合部
２２の上に配ｔされ、静止している。精度を維持するた
めに、ホール・プローブ３６，３８と永久磁石１８，２
０との間の間隔は移動中も均一に保たれる。磁束線がプ
ローグ３６．３８を流れる制御電流の曲に全体的に垂直
になるように、ホール・プローブ３６．３８が柩付けら
れる。したがって、ホール・プローブ３６．３８は、永
久磁石１８．２０によつ℃定まる磁界強度を、実効的に
ミリボルトで読取るであろう。このホール・プローブ３
６．３８は、電子回路の構造を簡単にするために、同じ
感度ビもつことが好ましい。

本発明により、プローブ３６．３８は予め定められた一
定の増分間隔だけ離れている。この予め定められた増分
固定距離は、後で説明されるように、部材１２を段階的
に進めるのに関連する。図面に示された実施例では、プ
ローブ３６．３８間の距離は約１．２７ミリメードル（
０，０５０インチ）である。この距離の数値は例示の目
的のためにだけ与えられたものである。本発明により、
１つのチップ上にグローブ３６．３８がつくられる場合
、非常に小形の装置の中でこれらのプローブを正確な距
離だけ離して配ｔ−ｆることか可能である。

この実施例では、ホール・プローブ３６．３８は直流定
電流の条件の下で作動されるが、直流定電圧の条件の下
で作動することもできる。このホール・プローブ３６．
３８は直流足電流源によって付勢されて動作しているの
で、プローブによってえもれるホール電圧または出力信
号は、磁石１８．２０によってつくられるプローブに垂
直な磁界強度に正比例する。

集積回路チップ３２はまた制御回路４０を有する。この
制御回路４０の中にはマイクロプロセッサ（図面には示
されていない）があって、このマイクロプロセッサは複
数個の入力を処理する。入力の１つはＸ増分命令信号で
ある。このような茄令信号は′１ｉｆｒ元制御装置に応
答したものであり、例えは、部材１２を移動させたい距
離を表す。このマイクロプロセッサの他の人力はホール
・プローブ３６．３８のそれぞれによって読取られたホ
ール電圧である。このマイクロプロセッサは前記人力を
適当に符号化した形式で記憶しそして供給するためのバ
ッファ装置を有し、したがって、このマイクロプロセッ
サは耽出し専用メモリ（ＲＯＭ　）（図面に示されてい
ない）と遵けいする。このＲＯＭはマイクロプロセッサ
の動作命令を定めたプログラムと、バッファ装置からの
人力を操作するプログラムとを記憶する。この実施例で
は、ＲＯＭは、とりわけ、部材１２を移動させるべき距
離を表すＸ増分命令信号に基づく多数の測定サイクルを
決定するであろう。各測定サイクルは、ブロー　ｌ プの１つがプローブ間の予め定められた増分間隔に対応
する距離だけ移動するのに要する時間によって決定され
る。サイクルの総数はＸ増分命令信号によって決定され
る。例えば、もし命令信号が距離１２．７ミリメードル
（０，５００インチ）を表す値をもつならば、この距離
はプローブ３６．３８間の予め足められた間隔（すなわ
ち、１，２７ミＩＪメートル（０，０５０インチ））の
１０倍であるから、１０回の測定サイクルがあるであろ
う。もし命令信号が１３．３４ミリメートル（０，５２
５インチンを異丁値をもつならば、この場合にはＲＯＭ
は１１回の測定サイクルが実行されるように足められる
。第１１サイクルの終了時に、部材１２が所望の位置を
越えて移動しているかもしれないけれども、後で説明さ
れる方法に従って、所望の位置まで戻される。

各サイクルにおいて、２つのプローブの磁界強度が読出
される。移動方向の先端のプローブの値が記憶される。

比較器（図面に示されていない）はこの記憶された値と
後端のプローブの読出し値１　。

とを比較し、この比較は後端のプローブの値が記憶され
た佃に一致するまで行なう。この一致かえられた時点に
おいて、プローブ間の増分間隔に対応する１つの増分変
位が完了したので、１つの測定サイクルが終了する。Ｒ
ＯＭはプローブ間の磁界強度の勾配を谷サイクルに対し
決定することができる。後で考察されるように、この勾
配が決定されると、命令信号が増分間隔の整数倍でない
値をもつ場合、部材１２の比較的精密な位置決定を容易
に行なうことができる。この勾配の決定により、また、
部材１２の移動速度が制御され、谷サイクルの所要時間
をほぼ同じにすることができる。この目的のために、後
でｉｄ明されるように、コイル制御回路４２が用いられ
る。このような信号の勾配は、もちろん、ホール電圧の
大きさの差とプローブ間の固定された前記増分間隔との
関数である。

この勾配の決定はマイクロ秒以内で実行できることを断
っておく。したがって、このことにより、部材１２が部
材１４に対し実際に移動中であっても、各サイクルの睨
出しの実行ｖ　’ａ　舵にする。

これらの測定サイクルは、後端のプローブの信号が命令
信号に対応する電圧値に一致するまで、継続するであろ
う。この一致が起こる時、ゼロ条件が生じ、このゼロ条
件はコイル制御回路４２を制御して、コイル組立体２６
を流れる電流がゼロになる。したがって、コイル組立体
２６は可動部材１２を駆動するという目的をもはや実行
しな（なる。

第４図は永久磁石１８，２０の結合磁界強度を示した図
である。第４図のグラフは磁石の磁束密度をガウスを単
位として濁られたものを、経路Ａに沿っての磁石の直線
距離の関数として示したものである。

第４図において実線の曲瞼Ｂは、ホール効果検出器３６
と平らな外１ｔｔｔ＋表面２４とが予足の間隙をもって
配Ｉｉされた時の永久磁石１８．２０の磁束密度または
磁界強度を表す。磁石なこのように配置することの利点
はＯ，Ｏ，Ｐｆｌｌｔθｒｓｏｎ　等により１９８２年
１０月１２日付出願された、米国特吐出願番号第４３３
，４６８号に詳細に記載されてい９ る。また、部材１２を駆動するのに用いられる直腺躯動
器の作動についても詐細な説明が前記米国出願中に記載
されている。図面をみるとわかるように、谷素子がこの
ように配置された場合、２つの永久磁石による組合わせ
磁界によって生ずる磁束密度には十分な相変の直線性が
ある。すなわち、曲？ＩＭＢの点りから点Ｄ／複での間
は、磁束密度かほぼ直線状に変化していることを示す。

点りと点がとの間で直紡的であるので、これらの点の間
の任意の点において、部材１２を制御するのか容易とな
る。曲巌Ｂ上の点り、ｒｆは永久１６１８．２０上の点
Ｄ工、Ｄ２にそれぞｊ対応する。

また、接会面２２に沿った方向の磁束密度はゼロである
ことが確ぬられた。このことは、ホール効果検出器と磁
石向との間の間隙距離が変わっても、そうである。この
按分面方向の磁束密度がゼロであることは、位置応答装
置に応用される時、ゼロ点を基準点に便５ことができる
ので籍に有オリである。

第５図は前記実施例の動作態様をよりよく示しりｎ たものである。例示の目的のために、２つの曲線又と曲
ＮＹが示されており、これらは異なる２つの磁界強度の
分布を示している。これらの磁界強度は経路Ａ方向の直
森距離の関数として示されている。この実施例が十分に
機能するといつ観点からは、これらの磁界強度曲線がこ
のような距離の関数として事実上連続的に変化すること
が望ましい。それは、磁界強度の勾配を決定するために
必要であると共に、部材１２を満足に進めるために差分
読出しが必要であるからである。したがって、この実施
例の場合、磁界強度がこのような領域のかなりの部分に
わたって（例えば、プローブ間の増分間隔を越えた距離
にわたって）一定であるような磁界分布を有することは
好ましくない。

この実施例では、プローブ３６．３８は同一平面内にあ
るが、これらのプローブが同一平面内にある心安は必ず
しもないことを断っておく。この場合には、プローブと
磁石との間の間隙距離は異なるが、それにもかかわらず
各プローブの感度が同一であるように電子装置を変更す
ることができ　Ｕ る。

例示の目的のために、部材１２’ａ’１２．７ミリメー
ドル（０，５インチ）だけ移動させたいとする。

部材１２は、この場合、シャッタであるとする。

絽出制御回路に連Ｎされた光電池（図面には示されてい
ない」は信号を発生するであろう。移動させようとして
いる部材１２の増分距離とこの信号の大きさは関連し℃
いる。この信号はＸ増分命令信号であり、そしてこの毎
号によって制御回路４０が動作するが、とりわけコイル
匍」御回路４２を作動させる。コイル制御回路４２が働
い℃コイル組立体２６を付勢し、それにより、前記米国
出願に記載されているように、可動部材１２がｊ＃ｊＡ
ｖｔｊＪされる。前ｄ己のように、プローブ３６とプロ
ーブ３８・との間の距離は１．２７ミリメードル（０，
０５インチ）である。制御回路４０は、Ｘ増分命令信号
に応答して、１０回の測定サイクルな実行するであろう
。要求された１２．７ミリメードル（ｏ、５インチ）と
いう変位はプローブ３６．３８間の増分距離の１０倍で
あるから、１０回の測定サイクルが用いられる。１０回
の測定サイクルの決定は、デジタル・パルス・カウンタ
を用いた制御回路４０のような回路要素によって実行さ
れる。Ｘ増分命令信号は、部材１２の移動すべき距離が
プローブ間の増分距離の整数倍でないことを命令するこ
とがある。この場合には、最後の測足サイクルにおいて
は勾配信号を用いて計ｎを行ない、グローブの１つは命
令信号に対応した位１ｔな横系するように電子回路が構
成される。

グローブ３６および３８がそれぞれ曲ｍＸ上の点Ａおよ
びＢＩＫあるとする。制御回路４０が左から右への動作
に対して作動する時、グローブ３６および３８はそれら
の点のホール電圧を耽出てであろう。このような電圧は
マイクロプロセッサのバッファ記憶装置の中に送られる
であろう。

移動中、プローブ３６は磁界強度をリアルタイムで読出
し続け、読出された値がプローブ３８によって点Ｂｉで
読出されて記憶されたホール電圧値に一致するまで持続
する。この時、可動部材１２は１増分単位だけ進むであ
ろう。この１増分単位はグローブ３６とグローブ３８と
の間の増分間隔に対応する。もちろん、位置Ｂ１は点Ａ
かも１．２７ミリメードル（０，０５インチ）の距離の
ところにある。このゼロ位置に到達した時、測定サイク
ルが終止する。この精米、グローブ３６は点Ｂ↓の新し
い位置にあり、一方、グローブ３８は点Ｂ２に対応する
位置にある。グローブ３６によって読出されたリアルタ
イム１直がグローブ３８が読出していたＱＢ”に対する
ホール電圧の記憶値にいったん整合すると、マイクロプ
ロセッサが動作してグローブ３６．３８のホール′亀圧
を再び絖出し、新しい側だサイクルの出発点とする。

プローブ３６．３８のホール電圧が再び読出され、そし
て点Ｂ２におけるグローブ３８の値か絖出される。プロ
ーグ３６は、移動中に磁界強度１直をリアルタイムで絖
出す。このリアルタイム１直がプローブ３８の記憶値と
整合する時、プローブ３６は点Ｂ２にあり、一方、プロ
ーグ３８は新しい位置Ｂ３にある。これで第２測定サイ
クルが終了する。こＱ）ことから、プローブ３６は１．
２７ミ６ リメードル（０，０５インチ）に等しい別の増分距離を
移動したことがわかるであろう。部材１２はこれらのサ
イクルの間に持続的に移動を行なうけれども、各サイク
ルの終了と開始のための回路による計算はマイクロ秒の
間に実行され、したがって、時間的な遅れはほとんどな
（、部材１２の位置決めが不正確になることはない。前
記工程が繰返されて可動部材１２が移動し、そしてグロ
ーブ３６は１０回の測定サイクルの終端において点ＢＩ
Ｏに到達する。このようにして、可動部材１２は１２．
７ミリメードル（０，５０インチ）だけ移動する。

この実施例では、制御回路のマイクロプロセッサは、各
サイクルの始めに、ホール・グローブ３６の耽出し値と
ホール・グローブ３８の耽出し値との間の磁界強度の勾
配を決定するであろう。

勾配が計算によって決定されると、それに応じてコイル
制御回路４２が動作し、コイル組立体２６が付勢される
。部材１２は、各増分距離）２　＃１　＃’！同じ時間
で移動するように、指示される。部材１２４ が比較的均一な速度で移動することはシャッタの運動の
制御を助ける。さらに、命令信号がグローブ３６とグロ
ーブ３８との間の増分間隔の非整数倍の距離を表す場合
、この勾配の決定は″を要である。

例えは、もしＸ増分命令信号がグローブ３６とグローブ
３８との間の距離の９．５債である１２．０６５ミリメ
ートル（Ｌｌ、４７５インチ）だけ可動部材１２を移動
させるという命令であるならば、マイクロプロセッサが
動作して１０回の側尾サイクルを実行させる。最後のサ
イクルの終了後、すなわち、第１０サイクルの終了後、
制御回路４０はコイル組立体２６が逆向きに移動するよ
うにコイル制御回路４２を動作させる。このことにより
、部材１２は逆方向に駆動される。この場合、後端プロ
ーグ３６は前端グローブになる。このグローブのリアル
タイム読出し値がＸ増分命令信号に対応する値処整合す
るまで、リアルタイム値を耽出し続ける。命令信号に対
応する磁界強度が、最後のサイクルの開始時に、グロー
ブ３６とプローデ３８とによって読出された値の間の差
を計算することによって決定され、そしてこの差に命令
信号の最終整数値を越えた分数部分を乗算する。いまの
場合でいえば、点Ｂ９と点ＢＩＯとで読出されたホール
電圧値の間の差に０．５（すなわち、最終整数値９を越
えた分数部分）が乗算される。この結果えられた値がプ
ローブ３８が点ＢＩＯでの記憶値から減算される。この
新しい値がＸ増分命令信号に対応する補間値である。し
たがって、プローブ３６はＸ増分命令信号に対応する補
闇値馨絖出丁であろう。整置が起こると、ゼロ状態に到
達する。

この時、コイル制御回路４２はコイル組立体２６を流れ
る電流をゼロにする。マイクロプロセッサを制御するＲ
ＯＭは、この命令信号に対応する磁界強度値を補間する
代りに、この命令信号に対する値を外挿するようにして
もよいことは理解されるであろう。この外挿を行なう場
合には、９回の完全な測定サイクルが実行され、そして
この第９番目のサイクルの勾配が命令信号の分数値量に
対応する分数サイクルの勾配であると仮定される。前７ 記の磁界値を補間したのと同じように、この勾配が用い
られる。このような補間や外挿の精度は、プローブ間の
実際の磁界強度の傾斜が直線状であるという前提に基づ
いている。傾斜が非直線状であれは、明らかに、このこ
とにより誤差が導入される。もしプローグ間の増分間隔
を極めて小さくとれは、例えは前記に示された程度の寸
法にとれは、およびまたは、プローグ３６．３８が通る
部分の磁界強度の分布が第４図に示されているように事
実上直庫状であるならば、このことが原因で誤差ン生ず
る可能性は大幅に小さくなる。

前記のような機械装置の場合、可動部材１２には慣性が
あるので、要求された位置を越えて動いてしまうという
傾向をもつ。従来の制御ｉｔに用いられている方法は、
可動部材１２を減速して、このような慣性による効果馨
補償し、それによって精密な位置制御を得ようというも
のであるが、本発明も、このような方法を用いている。

前記のように、プローグ３６とプローグ３８は同じ感度
を有している。もしこれらのプローグの感度が同じでな
いならば、その場合には、制御回路４０はこの不均衡を
考慮して、プローブの読出し値を電子的に処理し、実質
的に均衡かえられるようにしなければならない。

第５図の曲線Ｙは本発明の融通性を示すものである。後
で説明されるように、本発明は、磁界の強度分布が変っ
た場合、それを補償し、それにより、磁界の強度分布が
事実上どのようであっても、可動部材１２４１腎に指示
することができる。この点について、プローグ３６およ
び３８が、最初、点０およびＤＩにそれぞれあったとす
る。曲？＠Ｙで表された磁界の強度分布は、曲＃ｌｘで
表された強度分布と大いに違っていることがわかるであ
ろう。勾配が変動しているけれども、プローグ３６゜３
８は曲線Ｘに沿って移動した時に実行したのと同じよう
に、プローブ３６．３８はそれらの測定を実行し、そし
て後で行なう比較と計算処理のために適切な値を記憶す
る。したがって、部材１２はＸ増分命令信号に従って移
動するであろう。したがって、この検出装置は非常に融
通性をもち、８ かつ信頼性の高いものであることがわかる。したがって
、磁界強度分布が変わっても、プローグはその強度分布
を忠実にたどることができるであろう。したがって、本
発明により、磁界の強度分布に変動があっても、２つの
部材の相対的位置を精密に定めることができる。磁界強
度分布がこのように変化しても、そのことにより、誤差
が生ずることはないから、磁気検出を利用したＩＩＪ　
＃装置において、このことはもちろん大きな利点である
。

この点に関して、磁気検出を用いた従来の位置制御装置
は、磁界強度と距離との間の関係が１次関数的である時
、最もよ（機能する傾向かある。このような１次関数状
分布からずれた場合、または予めプログラムされた磁界
強度分布の部会には、自動的には補償できない形の誤差
を生ずるであろう。一方、このような１次８１ｉｌ数状
分布からのずれは、本発明により、容易にそして精密に
調贅することができる。

本発明の範囲内において、前記方法および装置に対して
、一定の変更を行なうことが可能であるから、前記記載
および添付図面の内容はすべて例示のためのものであっ
て、限定の意味を持つものでないと解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従って製作された１つの動作態
様下にある部品の相対位ｆｔ’ｒ示した位置応答監視装
置の概要図、 第２図は部品が異った相対位置にある第１図の装置の概
要図、 第６図は本発明の装置の一部分を示した立体概要図、 第４図は一足の間隔をもって装置された１対の磁石によ
ってつ（られる磁束密度のグラフ、第５図は１対の磁界
強変曲ｍｔｒ：示したグラフ。 １４、　　　　　部材 １２　　　　　　可動部林 ３６．３８　　　　検出装置、磁気検出装置１８．２０
　　　　磁気装置 ４０　　　　　　制御装置 代理人　浅　村　゛　皓 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）その１つか与えられた経路に沿って移動する１対
   の都Ｘの相対的変位を監視し制御する装置にして、 前記部材のうちの一方に取付けられた磁界強度を検出す
   るだめの検出装置と、 前記部材のうちの他方に取付けられた一足の磁界を生ず
   るための磁気装置と、 Ｍ０＃裟直と、を有し、 前記検出装置′か与えられた増分間隔だｖｆｌ＠れ同一
   もしくは既知の比率の応答住馨もった少なくとも１対の
   磁気検出プローブを有し、 前記磁気装置および前記検出装置は前記線対移動中磁界
   強度ρ・変化している検出路に沿って前記検出装置が移
   動するように構成され； 前ｄＣ劃側装置は、前記プローデのそｎそｎによって麹
   」足された磁界頻度の１直を同期的［求め、前記部材の
   相対移動の方向に関して前記プローブのうちの前端のプ
   ローブの前記測定値に少な（とも関連した値を記憶する
   だめの装置と前記プローブのうちの後端のプローブが測
   定した現在値と前記前端プローブが測定した前記記憶値
   とを比較するための装置とを有し、前記ａｃｉ憶値と前
   ａｄ現在値との間の関係と前日己グローブの前記増分間
   隔とに従って前記部品の前記相対移動を決定するように
   構成される； ことを特徴とする相対変位を監視し制御するだめの装置
   。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記制御装置か
   一定の距離だけ隔℃られた前記プローデ間の磁界強度の
   差分ン決疋するために前記プローブが、１１実上同時に
   読出した値のおのおのを比較するための装置を有し、そ
   れによって前記プローブ間の増分間隔だけ前記部品を変
   位させることと前記変位の速度とを次足しうろことを特
   徴とする相対変位を監視し制御するための装置。 （３）特許請求の範囲第２．１Ｊにおいて、前記制御装
   直が前記差分を生ずる前記後端プローブの読出し値と前
   記前端プローブの読出し値との間の１個または複数個の
   補間値を決定しおよび記憶するために前記差分に応答す
   る装置を有することと、前記比較装置が前記部材間の間
   隔より小さな距離にわたっての前記部材の相対移動を監
   視するために前記後端プローグの現在の各読出し値と記
   憶された前記補間値とを比較するだめの装置を有するこ
   ととを特徴とする相対変位を監視し制御するための装置
   。 （４）　　特ｉｖｆ請求の範囲第１項において、前記制
   御装置が前記部材の相対的移動の要求された長さを弐丁
   命令信号に応答し、そして前記長さと前記増分間隔との
   関数としてサイクルの数を定め、および各サイクルの開
   始時にそれぞれ以前に記憶された値を前記前端グローブ
   からの現在値で直き侠え、および各サイクルの終了時に
   前記後端グローブのそれぞれの現在値と記憶値との等個
   性を同足し、および前記部材の移動のサイクル数を決定
   するために前記等価の数をカウントする装置を付加的に
   有する相対変位を監視し制御するための装置。 （５）特許請求の範囲第４ｍにおいて、前記制御装置が
   最後の完全なサイクルの終了時に前記プローブの胱出し
   値の間の差分を決定し、および定められたサイクルの前
   記数の任意の残りの分数部分と前目ピ差分とに従って補
   間値馨決矩しおよび記憶する装置をさらに有する相Ｘｌ
   変位を監視し制御するための装置。