JPS5919285B2 - トランスジユ−サ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は位置測定用トランスジユーサに関し、とくに
静電的に結合した電極を支承する２つの相対的に移動自
在の部材を有する位置測定用トランスジユーサに関する
。

相対的に移動自在の部材上の多極変圧器巻線間の電磁結
合効果を使用したレゾルバ形精密級位置測定用トランス
ジユーサは、公知の技術において周知である。

しかしながらこの形式のトランスジユーサの精度を増加
するためには、変圧器ターン間の間隔を低減する必要が
あり、このことにより（代表的に薄いプリント銅層の形
式の）通電巻線の断面積が低減するようになる。この断
面積が低減するに従つて巻線の抵抗損が増加しそしてト
ランスジユーサの実効ゲインが著しく減少し、この形式
のトランスジユーサの実際上取得できる精度が制限され
るようになる。上記の欠点を克服するため、この発明の
技術的思想によると新しい高ゲイン位置測定用トランス
ジユーサが提供されており、その位置測定用トランスジ
ユーサは磁気誘導結合効果ではなく、相対的に移動自在
の部材に配列された電極間の静電効果を使用している。

これらの電極には感知できるほどの電流を流す必要がな
いので、付随的に著しくトランスジユーサゲインを減少
することなしに電極寸法を小型化しかつトランスジユー
サ精度を増加させることができる。電極寸法を小型化す
ることにより、本来的にトランスジユーサ精度が増すほ
かに超薄形電極を使用することができ、そしてそのよう
な電極はフオトエツチング技法により厚形電極に比べ位
置的に遥かに高精度に製作できるようになる。また極め
て狭い幅の超薄形電極は同じ幅の厚形電極より大きい機
械的接着性と安定性とを有し、何となれば上記の超薄形
電極はエツチング処理によりアンダーカツトされにくい
ものであるからであ９、そしてこのようにアンダーカツ
トを受けると電極とその電極が配置される表面との間の
インターフエース面積は減少し勝ちになる。かねて静電
効果を使用し２つの相対的に移動自在の部材の角度変位
または直線変位に応答して電気信号を発生させるような
位置測定用装置が提案された。

カータ一（Ｃａｒｔｅｒ）氏の発明に係る米国特許第２
６７４７２９号明細書に記載された１つのそのような装
置は、狭いエアギヤツプで分離された２つの相対的に回
転自在のデイスクを有し、そのおのおののデイスクは極
めて多数の向き合つてインターリーフされたフインガ一
様電極を支承する。一方のデイスクの電極を励磁すると
他方のデイスクの向き合つた電極の両端に電圧が誘起さ
れ、そして一方のデイスクが他方のデイスクに対し回転
するに従つて上記の誘起電圧が変化し、２つの相対角度
変位の指示を提供するようになる。マツハリス氏（Ｍａ
ｃｈｌｌｓ）の発明に係る米国特許第３１２５７１６号
明細書に記載された別の静電位置測定用装置は移相装置
を備え、その移相装置には２組の共役正弦波状の導電性
パターンが使用され、そしてこれらの２組の共役正弦波
状の導電性パターンは２本の出力導体と一緒にステータ
素子に取付けられている。相対的に移動自在の結合素子
はロータ素子上に上記の正弦波状の導電性パターンと離
隔して向き合つて配置され、そして交流電圧電源により
上記の正弦波状の導電性パターンを励磁する。すると出
力導体に静電的に出力電圧が誘起され、そしてその出力
電圧の位相はロータ素子とステータ素子との相対角度変
位の関数として変化する。しかしながらこれらの公知の
静電装置は重大な困難にそう遇した。

たとえば入力電極と出力電極との間でスプリアスな静電
結合が発生し、そのためたとえばウオール氏（Ｗａｌｌ
）の発明に係る米国特許第３２１９９２０号明細書に記
載された特殊なシールド回路を使用しなければならなか
つた。公知の静電装置の出力信号には好ましくない高調
波が存在する。この高調波のため上記の装置を位置測定
用に使用するとき装置の精度が損なわれる。さらに一方
の素子上の電極の角度的広がりまたは直線的広がりが反
対側の素子上の電極のそれに対して変化するとき上記の
素子間のインピーダンス関係が変化し、装置のハブオー
マ．ンスを最適にするため関連した外部回路を調整しな
ければならなくなる。この発明によると複数回の均一な
角度測定サイクルまたは直線測定サイクルを有する高ゲ
イン位置測定用トランスジユーサが提供されている。

この発明のトランスジユーサは２つの相対的に移動自在
の素子を備え、そのおのおのの素子は他の素子の表面と
離隔して向き合つた表面を有する。２組の第１の電極は
一方の素子の表面に配列され、そして複数組の第２の電
極と２つのカツプリング電極とは他方の素子の向き合つ
た表面に固定される。

おのおのの第１の電極はベース部分とフインガ一部分と
を有し、そしてそのフインガ一部分は上記のベース部分
から２つの素子の相対運動の径路と直角の方向へ延長し
ている。第１の電極のおのおのの組のフインガ一部分は
均一に１測定サイクルだけ離隔し、従つて一方の組のフ
インガ一部分は他方の組のフインガ一部分と２分の１サ
イクルごとに組合つた指列状に（インターデイジツト〕
されて離隔している。おのおのの組の電極のベース部分
は連続した領域を形成するよう接続することもで・きる
し、あるいはその代りに相互に隔離させ下記に記載のよ
うな若干の利点を達成させることも可能である。他方の
素子上の第２の電極は少なくとも２組のインターリーフ
されたフインガ一部分を備え、そのフインガ一部分は上
記の２つの素子の相対運動の径路と直角の方向に延長し
、そして１測定サイクルだけ離れかつ上記の第１の電極
のフインガ一部分と向い合つている。

２つのカツプリング電極はまた他方の素子の第１の電極
のベース部分と離隔して向き合いかつそれと容量的に結
合する状態で同じ素子の表面に固定されている。

おのおのの組の第２の電極を相互接続しかつこれらの第
２の電極組を外部回路に接続する装置が提供されている
。

同様にカツプリング電極を外部回路に接続するための装
置が提供されている。第１の電極に対しては外部接続が
なされていない。さらに装置の動作における不必要な静
電結合をなくしかつ不用な高調波を低減するための特徴
については下記に説明する。．この明細書においては向
き合つた組の電極を識別するための便宜上１第１”およ
び６第２″という言葉を使用しているけれども、これら
の言葉を上記の電極が付勢される特定の方法またはそれ
らが静電的に相互作用する特定の方法をきめるものと解
釈してはならない。

すなわちこの発明においては、第２の電極へ外部電圧を
印加することにより第１の電極に電圧が誘起され、そし
てこの誘起電圧が容量的にカツプリング電極へ結合され
、そこで出力信号を検出できるようになつている。

その出力信号は２つのトランスジユーサ素子の相対変位
の関数として変化する。あるいは代案として、カツプリ
ング電極へ外部電圧を印加し、第１の電極に電圧を誘起
させ、そしてその第１の電極が容量的に第２の電極と結
合し、その第２の電極から出力信号を検出させることも
可能である。〔回転式実Ｓ９Ｏ この発明の実施例について添付図面を参照して説明する
。

第１図はこの発明の回転式実施例を示し、そこでは円形
のロータ素子１０とステータ素子１２とが、共通回転軸
Ａ−Ｎの周りに相対運動できるよう位置ぎめられている
。ステータ素子１２はボルト１６により堅固な取付部材
１４へ締めつけられている。ロータ素子１０はそれへ装
着された同心のシャフト１８を有し、そのシャフト１８
は取付部材１４に嵌合されたベアリング２０を通過して
いる。シヤフト１８は外部の回転駆動体（図示されず）
へ接続され、そしてその回転駆動体の角度変位を測定す
るようになる。ロータ素子１０とステータ素子１２とは
それぞれフアイバーグラスまたは同等の材料よりなる堅
固な絶縁ベース１１と１３および向き合つた表面２２と
２４を有し、そしてそれらの向き合つた表面２２と２４
とは０．０２５４關（０．００１１ｎ．）ないし０．５
０９龍（０．０１５１ｎ．）の範囲の狭いエアギャツプ
で分離されている。ロータ素子１０の表面上にフオトエ
ッチングまたは同等な手段で厚さ０．０１２７ｍｍ（０
．０００５ｉｎ．）の銅電極のパターン２６が作られ、
そして同様にして作られる電極の別のパターン２８がス
テータ１２の表面２４上に配列される。

したがつてロータ素子１０とステータ素子１２の表面上
の電極の数は等しい。下記に記載するように、ステータ
素子１２の穴を通過する信号線３６と３８と４０とによ
りそれぞれ正弦波信号発生器３０と余弦波信号発生器３
２と検出器３４とを接続してステータ表面２４上の電極
の端子点と電気接触させることができる。

これらの接続は第１図に模式的に示され、さらに第３図
に詳細に示されている。ロータ素子１０の表面２２の電
極２６へは電気接続はなされていない。この発明に適切
に使用されるロータ電極（第１の電極の１つのパターン
２６）は第２ａ図に示されている。隔離されたロータ電
極の第１の組４２はロータ素子１０の円周の周りに配列
され、そして（電極４３で例示される）組のおのおのの
電極はベース部分４４とフインガ一部分４６とを有し、
そのフインガ一部分４６はベース部分４４からロータ中
心へ向い半径方向に延長している。図示の回転式実施例
では、おのおののフインガ一部分は１４．４施の均一な
角度間隔を有し、そしてこの間隔により装置の測定サイ
クルがきめられるようになる。総数２５個の電極４６が
ロータ中心を取り巻く。おのおののフインガ一部分の角
度幅は４，８おでありかつ（おのおのの電極４３の部分
４４に対応する）ベース部分は相互に０．１２７ｍｍ（
０．００５１ｎ．）だけ離れている。上記の２５個のロ
ータ電極の第２の組４８はそのロータ電極の第１の組４
２とインターデイジツトされている。組４８の電極もま
た（電極４９のベース部分５０で例示されるように）隔
離されたベース部分と（部分５２で示されるような）フ
インガ一部分とを有し、そしてそのフインガ一部分はベ
ース部分から半径方向にロータ中心から離れるように延
長している。電極組４８のフインガ一部分５２も同様に
ロータ素子１０の周りに均一に角度１４．４離隔しかつ
そのおのおのの部分５２は４．８．の角度幅を有する。
電極組４２と４８とのベース部分の寸法は下記のとおり
である。すなわちロータ電極の第１の組４２のベース部
分の組合せ面積は第２の組４８のベース部分のそれに等
しくなつている。第２ａ図に示される実施例のパターン
寸法は第１表に与えられる。この発明の使用に適したロ
ータ電極の代りのパターン２６′は第２ｂ図に示される
。

このパターン２６″は下記を除きすべての点で上記記載
のパターン２６と同じである。すなわち電極の外部の組
のベース部分と内部の組のベース部分とはそれぞれ離隔
せずに接続され連続した環状の領域４４′と５０′とを
形成している点を除き同じである。第３図は回転式実施
例のステータ素子１２の表面２４（第１図参照）に配列
された電極のパターン２８を示す。第１のカツプリング
電極５４はステータ素子１２の円周の周りに環状に配列
され、そしてロータ素子１０とステータ素子１２とが第
１図に示すように取付けられたときロータ電極の第１の
組４２のベース部分と離隔して向き合うようになつてい
る。その第１のカツプリング電極５４の幅は電極組４２
の向き合つたベース部分の半径方向の幅よりも小さい。
第２のカツプリング電極５６は内部リングを形成し、そ
してその内部リングはロータ電極の第２の組４８のベー
ス部分と離隔して向き合いかつこれらのベース部分の半
径方向の幅より大きい幅を有するように位置ぎめされて
いる。このカツプリング電極５４と５６とがロータ素子
のカツプリング電極２６′と向き合う関係は第２ｂ図に
示され、そしてそこではカツプリング電極５４と５６と
の部分が破線で描かれている。カツプリング電極５４と
５６との幅は下記のように選択されている。すなわち２
つのカツブリング電極の面積は等しく選択されている。
おのおののカツプリング電極５４と５６とはそれぞれの
端子点５８と６０とを有し、そして下記に記載するよう
にこれらの端子点で電極５４と５６とを外部回路に接続
できるようになつている。回転式実施例のステータ表面
２４上の残りの電極はステータ電極（すなわち第２の電
極）であり、そのステータ電極は空間直角位相に配列さ
れた２つの相へ分割され、さらにそのおのおのの相は２
つのセクターへ分割されている。

ステータ電極の第１の相はセクタ−６２と６４とを備え
、そしてそれらのセクタ−６２と６４とは直径上で反対
側にありかつカツプリング電極５４と５６との間にロー
タ電極のフインガー部分４６と５２とに離隔して向き合
うよう位置ぎめられている。セクター電極の第２の相は
直径上で反対側にあるセクター６６と６８とより構成さ
れ、そしてそれらのセクタ−６６と６８とは第１の相の
セクタ−６２と６４との間に位置ぎめられかつこれに対
し空間直角位相の関係すなわち第１の相の電極の間隔に
対し均一に４分の１測定サイクルだけ位相はずれした関
係に配列されている。ロータ電極のパターン２６′に対
するステータ電極の向き合う関係は第２ｂ図に示されて
おり、そしてそこではステータ電極のセクタ−６６が破
線で示されている。ステータ電極のおのおののセクター
は第１群の半径方向に延長するフインガー部分７０Ａ−
Ｄを有し、そしてその第１群のフインガー部分７０Ａ−
Ｄは第５２群の半径方向に延長するフインガー部分７２
Ａ−Ｄと中心的に組合つた指列状に（インターデイジツ
ト）されている。おのおのの群のフインガー部分は均−
ＶＣ１４．４°間隔に離隔して配置されかつ半径方向に
４．８°の幅を有し、そして導電性ス ４トリツプ７４
Ａ−Ｈにより電気的に相互接続されている。第２表には
４８個のステータ電極のおのおのの中心線に対する角度
位置がリストされており、そしてその角度位置は第３図
に示ず０° ゛位置から始まりステータ中心を反時計方
向に周るものである。端子装置７６Ａ−Ｈが提供され、
そしてステー夕素子１２のボデイを通過してそれらの端
子装置７６Ａ−Ｈへ至りそこではんだ付けされるかさも
なければ電気的に接続されるようになつているワイヤに
よりステータ電極を外部電極に接続することができる。

おのおののセクターのフインガ一部分７０Ａ−Ｄと７２
Ａ−Ｄとで橋架される半径方向の距離は向き合つたロー
タ電極のフインガ一部分４６と５２とで橋架される半径
方向の距離よりも小さい。図示の回転式実施例のための
実際のステータパターン寸法は第３表に与えられている
。第３図にはまた、ステータ素子１２を接続しかつ装置
のロータ素子１０とステータ素子１２との相対角度位置
を測定するよう電極を外部回路へ結合するための１つの
適当な配列が示されている。正弦波発生器３０は（代表
的に最大振幅の実効値６０Ｖ１周波数５０ｋＨｚでの）
交流電源である。正弦波発生器３０の出力の振幅ば指令
角゛θの正弦に比例するよう調整されており、そしてそ
の正弦波発生器３０は図示の方法で第１の相のステータ
電極へ接続されている一すなわち発生器３０の一方の出
力は端子７６Ａでセクター６２の外部の群の電極７０Ａ
へ接続されかつ端子７６Ｄでセクター６４の内部の群の
直径上で反対側にある電極７２Ｂへ接続されている；発
生器３０の他方の出力は端子７６Ｂでセクター６２の内
部の群の電極７２Ａへ接続されかつ端子７６Ｃでセクタ
ー６４の外部の群の電極７０Ｂへ接続されている。発生
器３０と同一の余弦波発生器３２ば指令角゛θの余弦波
に比例する出力電圧を有するよう調整されており、そし
てその出力は図示のように接続されている一すなわち一
方の出力は端子７６Ｆでセクター６６の内部電極７２Ｃ
へ接続されかつ端子７６Ｇでセクター６８の外部電極７
０Ｄへ接続されている；他方の出力は端子７６Ｅでセク
ター６６の外部電極７０Ｃへ接続されかつ端子７６Ｈで
セクター６８の内部電極７２Ｄへ接続されている。交流
電圧計である検出器３４は端子５８と６０とでカツプリ
ング電極５４と５６との両端に接続されている。上記に
記載したように、第１図と第２ａ図と第３図との回転式
実施例は５０極、２５サイクルの位置測定用トランスジ
ユーサを備え、そのおのおのの測定サイクルはロータ素
子１０とステータ素子１２との間の１４．４タの角度変
位を示している。

おのおのの測定サイクルは順次に３６０示指令角を備え
るよう考えることができる。トランスジユーサの動作に
おいて発生器３０と３２との信号振幅をそれぞれ所定の
指令角θの正弦と余弦とへ比例するよう調整すると、ス
テータ電極７０Ａ−Ｄと７２Ａ−Ｄとへ供給される上記
の電圧のため向き合つたロータ電極４２と４８との両端
に静電的に電圧が誘起され、ついでこの誘起電圧はロー
タ電極のベース部分４４と５０とからステータ素子１２
の結合電極５４と５６とへ容量的に逆結合される。電圧
計３４によりカツプリング電極５４と５６との両端に検
出される電圧は“誤差電圧゛であり、そしてこの゛誤差
電圧゛の振幅は１測定サイクルのなかでロータ素子とス
テータ素子との間での指令角θと実際の角度変位との差
の関数である。この誤差電圧はその測定サイクルのなか
でロータ素子とステータ素子との間の実際の角度変位が
指令角θと等しくなるとき零となる。正弦波発生器３０
と余弦波発生器３２とは分離された電気ユニツトとして
図示されているけれども、この技術分野において通常の
知識を有するものにとつて下記のことは理解できる。

すなわち２つの発生器を組合せて１つの電磁レゾルバと
し、１つの付勢された固定１次変圧器巻線とシヤフト上
の２つの移動２次巻線とを有するようにすることができ
ることは理解できる。２つの２次巻線は９００離隔した
軸を有し、そしてそれぞれ固定１次巻線に対しシヤフト
角の正弦と余弦とに比例した電圧を発生する。

他のもつと高度な正弦波および余弦波発生器装置を使用
することも可能で、たとえばそのような発生器装置はト
リツプ氏（Ｔｒｉｐｐ）の発明に係る米国特許第３６８
６４８７号および第３７４５５６０号明細書に記載され
ている。

従つて所望の指令角θに対応する正弦波電圧と余弦波電
圧とを設定しかつ検出器電圧計３４が零電圧を感知する
までロータ素子１０をステータ素子１２と相対的に移動
することにより、そのロータ素子１０をステータ素子１
２に対し正確に位置ぎめさせることが可能となる。

この技術分野において通常の知識を有するものにとつて
下記のことは明らかである。

すなわち外部回路を他の方法で上記記載の装置へ接続で
きることは明らかである。たとえばカツプリング電極５
４と５６との両端に定振幅信号発生器を接続できかつス
テータ電極の両端に端７６Ａ−Ｈにおいて２つの電圧計
を接続できることは明らかである。これらの電圧計で指
示される電圧はそれぞれ１測定サイクルのなかでロータ
素子とステータ素子との実際の相対角度変位の正弦と余
弦とへ比例するようになる。あるいは代案として、第３
図に示すようにステータ電極へ接続される信号発生器３
０と３２とを相互に９００時間移相しているが大きさの
等しくかつ一定の振幅を有するようにさせる 二ことも
可能で、その結果カツプリング電極５４と５６との両端
に現れる合成信号は１測定サイクルのなかで定振幅では
あるが、一方の発生器に対しロータ素子１０とステータ
素子１２との間の相対角度変位に比例する時間移相を有
するようになる。一周知のようにこの時間移相はカツプ
リング電極５４と５６との両端に接続された位相検出器
により決定されうる。上記に記載のように、第２ａ図ま
たは第２ｂ図に示すロータ電極パターンのいずれかを回
転式実 ５施例に使用することができる。

おのおののロータ電極（すなわち６第１の電極７）が他
から物理的に隔離されるようになつている第２ａ図のパ
ターンは下記のような利点を有する。すなわちステータ
電極パターンとロータ電極パターンとの相対角 ４度の
広がりと無関係に、ステータ電極からみてそれ自身と向
き合つたロータ電極との間のインピーダンスはいつも一
定であるという利点を有する。いづれのパターンのロー
タ電極も完全に３６０。を占有するようになつている。
この明細書に記載の特殊な回転式実施例では、上記の特
徴は絶対的なものではないが、他の回転式実施例すなわ
ちロータ電極またはステータ電極が３６０す以内に広が
りかつ第２ｂ図に示されるように連続したベース部分を
有するロータ電極の増分セクターが付加されることによ
り装置のインピーダンスが著しく変化し、そのため外部
パラメータの調整を必要とするようになる回転式実施例
を想定できる。隔離された第１の電極の特徴はこの発明
の直線式実施例に関して重要な役割を果し、つぎにその
２つの実施例について説明する。ロータ電極とステータ
電極間の静電結合波の不要な高調波成分は、この発明に
おいてはトリツプ氏（ＴｒｉＩ！））ほかの発明に係る
米国特許第２７９９８３５号明細書記載の電磁結合位置
測定用装置に関して説明された方法と類似の方法でロー
タ電極およびステータ電極の幅をその間隔に対して寸法
ぎめすることにより低減されるようになる。

この発明のこの特徴によるとロータ電極とステータ電極
間の静電結合波における基本空間サイクルの何等かの所
定の高調波は、ロータ素子とステータ素子間の相対運動
路に直角な電極フインガ一部分の幅を下記のように寸法
ぎめすることにより低減することができる。すなわちお
のおのの電極の幅を装置の測定サイクルをＮで除した値
に等しくとることにより低減することができ、ここにＮ
は不要の高調波の次数である。図示の回転式実施例では
、基本波の第３高調波は低減せられ、何となれば電極フ
インガ一部分の角度幅は４．８何であり、そしてそれは
１４．４定サイクルの３分の１であるからである。

ロータ電極またはステータ電極のいずれかに対しその幅
／サイクル比を寸法ぎめすることにより、不要の高調波
を有効に抑制することができ、さらに電極間の静電結合
波における２つの異なつた高調波成分を低減するため、
ロータ電極およびステータ電極へ異なつた幅／サイクル
比を適当しても差支えない。このような不要な高調波成
分は、また電磁結合位置測定用装置に関連して上記のト
リツプ氏（Ｔｒｉｐｐ）ほかの発明に係る米国特許第２
７９９８３５号明細書記載の別の技術的思想と類似した
手段で低減することができる。

この技術的思想によると、もしおのおのの群の第２の電
極（ステータ電極）の角度の広がりをＮで除した測定サ
イクルに等しい角度だけ圧縮または拡大させると電磁結
合波におけるＮ次の高調波成分が低減するようになると
いうものである。たとえば、図示の回転式実施例ではス
テータ電極のセクター６２と６４と６６と６８とのおの
おのは８６．４°（６×１４，４° ）の角度広がりを
有する。従つて上記のおのおののセクターの角度広がり
を１４，４°測定サイクルの５分の１（すなわち２．９
° ）だけ均一に拡大するかまたは均一に圧縮するかの
いづれかにより結合波における第５高調波成分を抑制す
ることができるようになる。上記記載の回転式実施例に
示されるこの発明の別の特徴はステータ電極とカツプリ
ング電極との間の不要な容量的結合を低減゛することで
ある。

第３図に示されるように、ステータ電極の２つの相のお
のおのは２つの分離した電極セクターへ分割されており
、すなわち第１の相のステー夕電極はセクタ−６２と６
４とへ分割され、そして第２の相のステータ電極はセク
タ−６６と６８とよりなる。第１と第２との相のセクタ
−６２と６６と６４と６８とはロータ素子１０とステー
タ素子１２との間の相対運動の径路に沿つて相互に交代
し、従つて第３図に示すようにステータ電極を外部回路
に接続すると、そのステータ電極へ加わりそしてカツプ
リング電極５４と５６とに容量的に相互作用し勝ちな電
圧は平衡され、その結果不要な容量的結合が有効に相殺
されるようになる。第３図の回路で、端子７６Ａにおい
てセクター６２の外部の群の第１の相のステータ電極７
０Ａヘ接続される正弦波信号発生器３０の出力が瞬間的
に最大正電圧にあるとすると、同じ出力が端子７６Ｄに
おいてセクタ−６４の内部の群のステー夕電極７２Ｂへ
接続されることが分る。対応的に正弦波信号発生器３０
の他方の出力は瞬間的に最大負電圧にあり、そしてこの
最大負電圧は端子７６Ｂにおいてセクタ−６２の内部の
群の第１の相のステータ電極７２Ａへ接続されかつ端子
７６Ｃにおいてセクタ−６４の外部の群の第１の相のス
テータ電極７０Ｂへ接続される。このようにして発生器
３０により第１の相のステータ電極７０Ａ−Ｂと７２Ａ
−Ｂへ印加される電圧の内部と外部とのカツプリング電
極５４と５６とに作用する効果は正確に平衡され、そし
てこれらのステータ電極７０Ａ−Ｂ，７２Ａ−Ｄとカツ
プリング電極５４，５６間の容量的漏話が低減されるよ
うになる。第２の相のステータ電極のセクタ−６６およ
び６８も同じように配列されかつ端子７６ＥＨにおいて
余弦波発生器３２へ接続され、ステータ電極７０Ｃ−Ｄ
，７２Ｃ−Ｄとカツプリング電極５４，５６間の容量的
結合は平衡されかつ効果的に相殺されるようになつてい
る。このようにロータ素子１０とステータ素子１２間の
相対運動の径路に沿つてステータの相のセクタ−６２と
６６と６４と６８とを交番に配置することにより、ステ
ータ電極７０Ａ−Ｄと７２Ａ−Ｄとが発生器により直接
に電気的に励磁されそしてカツプリング電極５４と５６
との両端に信号が検出されるかどうか、あるいはカツプ
リング電極５４と５６とが直接に付勢されそしてステー
タ電極７０Ａ−Ｄと７２Ａ−Ｄとに信号が検出されるか
どうかとは無関係に、不要な結合を最小にすることがで
きる。同様にそれぞれロータ電極４２と４８とのべース
部分４４と５０との組合せ面積を等しくさせ、そしてま
た向き合つたカツプリング電極５４と５６との面積を相
互に等しくさせることによりトランスジユーサの全体の
容量的バランスが強まる。

第２ｂ図の例と第１表および第■表に与えられる寸法と
により明らかなように、おのおののカツプリング電極５
４と５６との半径方向の広がりは向き合つたロータ電極
のベース部分４４と５０との半径方向の広がりより小さ
くかつ中心的に土記のべース部分４０と５０とに直線上
に整列しており、その結果カツプリング電極５４と５６
とは実質的にいかなる程度にもロータ電極４２と４８と
のフインガー部分４６と５２とに静電的に相互作用しな
くなる。同様にステータ電極のフインガー部分７０Ａ−
Ｄと７２Ａ−Ｄとにより橋架される半径方向の広がりは
向き合つたロータ電極のフインガー部分４６と５２とに
より橋架される半径方向の広がりより小さくかつ中心的
にロータフインガー部分４６と５２および個々のステー
タ電極７０ＡＤと７２Ａ−Ｄとに直線上に整列している
ので、実質的に目立つ程度にはロータ電極のベース部分
４４と５０とに結合しない。ロータ電極に対しカツプリ
ング電極とステータ電極とを上記のように寸法ぎめする
ことにより、ロータ素子とステータ素子とが正確に同心
的に取付けられなかつた場合における許容誤差が提供さ
れるようになる。〔第１の直線式実施例〕この発明によ
る第１の直線式実施例は０．２５４ｍ１（０．０１１ｎ
．）の測定サイクルを有し、第４−６図に示されている
。

第４図は直線トランスジユーサを示し、そこでは可動ス
ライダー素子１００が固定スケール素子１０２と離隔し
た関係に位置ぎめられている。スライダー素子１００は
取付体１０４へ取付けられ、つぎにその取付体１０４を
機械部品または他の機械的な可動部材（図示されず）へ
装着し、そして上記の固定スケール素子１０２に対する
これらの機械部品または他の機械的な可動部材の直線変
位をきめることができる。機械部品または可動部材の運
動従つてスライダー素子１００の運動はスケール素子１
０２の縦軸に平行である。スライダー素子１００および
スケール素子１０２はアルミニウムまたは他の堅固な材
料で作ることができかつそれぞれ向き合つた表面１０６
と１０８とを有し、そしてそれらの向き合つた表面１０
６と１０８とは代表的に０．０７６ｍｍ（０．００３１
ｎ．）の幅の狭いエアギヤツプで分離されている。上記
の離れて向き合つた表面１０６と１０８とに厚さ０．０
１２７ｍｍ（０．０００５１ｎ．）の銅電極のパターン
が配列されている。

スライダー素子１００とスケール素子１０２とが金属の
ときは、上記の銅電極は薄い絶縁および接着層により表
面１０６と１０８とから分離される。スケール素子 △
１０２の表面１０８上には（第５ａ図で示されるような
）スケール電極パターン１１０が形成され、そしてスラ
イダー素子１０２の表面１０６上には（第６図に示され
るような）スライダーおよびカツプリング電極パターン
１１２が形成されている。３取付体１０４とスライダー
素子１００とを通過してスライダー表面１０６上のスラ
イダーおよびカツプリング電極の接点端子まで延長する
信号線１２０と１２２と１２４とを介して、それぞれ正
弦波信号発生器１１４と余弦波信号発生器１１６４と検
出器１１８とが上記の電極のパターン１１２へ接続され
る。

スケール電極のパターン１１０へは何等の電気接続もな
されていない。直線式実施例の使用に適切なスケール電
極（すなわち“第１の電極゛）の１つのパターン１１０
は第５ａ図に示されている。

スケール素子１０２の縦軸に沿つて隔離されたスケール
電極の第１の組１２６が均一に直線状に離隔したパター
ンで配列されている。その組のおのおののスケール電極
はベース部分１２８とフインガ一部分１３０とを有し、
そしてそのフインガ一部分１３０はベース部分１２８か
らスケール素子１０２の縦軸と直角の方向（すなわちス
ケール素子１０２とスライダー素子１００との相対運動
の径路に対し直角の方向）へ延長している。同様に第５
ａ図に均一に離隔した隔離されたスケール電極の第２の
組１３２が示され、そしてそのおのおのの電極はベース
部分１３４とフインガ一部分１３６とを有する。図示の
実施例ではスケール電極のおのおのの組１２６と１３２
とのフインガ一部分はセンター−センター間で０．２５
４ｍｍ（０．０１１ｎ．）間隔に均一に離隔しておりか
つ０６０８６４龍（０．００３４ｉｎ．）の幅を有する
。スケール電極の第２の組１３２のフインガ一部分１３
６は半サイクル間隔でスケール電極の第１の組１２６の
フインガ一部分１３０とインターリーフされており、従
つてそのようにインターリーフされた隣接する２つのフ
インガ一部分１３０と１３６との間には０．０４７ｍｍ
（０．００１６１ｎ．）の間隔がある。スケール電極の
おのおのの組のベース部分１２８と１３４とは０．０１
２７ｍ１Ｌ（０．０００５１ｎ．）のエアギヤツプで分
離されておりかつスケール素子１０２の縦軸に沿つて０
．２４１ｍＴｆＬ（０．００９５１ｎ．）の幅を有する
。第５ａ図に示される残りの寸法は第表にリストされて
いる。当な数のスケール電極を配列させることができる
けれども、代表的にそのようなスケール電極は標準化セ
グメントで製作され、おのおの長さ２５４ｍｍ（１０１
ｎ．）である。

下記に記載するようにさらにスケールセグメントを付加
し、トランスジユーサの実効スケール長さを拡大させる
こともできる。同様にこの発明の第１の直線式実施例の
使用に適したスケール電極の代りのパターン１１０′は
第５ｂ図に示されている。

パターン１１０／は下記の点を除き上記記載のパターン
１１０と同じである。すなわちスケール電極の２組のベ
ース部分１２８と１３４とはそれぞれ相互に接続され連
続した長方形の領域１３８と１４０とを形成している点
を除き同じである。第６図はスライダー表面１０６に付
着されたスライダーおよびカツプリング電極のパターン
１１２を示している。

ストリツプの形式の２つのカツプリング電極１４２と１
４４とはスケール電極のベース部分１２８と１３４とに
対し離隔して向き合つた状態に位置ぎめられている。２
つのカツプリング電極１４２と１４４との面積は等しく
、そしておのおののカツプリング電極１４２と１４４と
はそれぞれ端子点１４６と１４７とを有し、そしてその
端子点で外部回路を接続させることができる。

第６図では検出器１１８が上記の端子１４６と１４７と
へ接続されるよう示されている。同様にスライダー表面
１０６に４つの群のスライダー電極（゛第２の電極゛）
１４８と１５０と１６０と１６２とが配列されている。

そのスライダー電極の第１の相は離隔した２つの群の電
極１４８と１５０とよりなり、このおのおのの群は１組
の２５フインガ一部分１５２Ａ−Ｂを備え、そしてその
２５個のフインガ一部分１５２Ａ−Ｂはおのおの０．０
８６４ｍｍ（０．００３４１ｎ．）の幅を有し、センタ
ーセンター間で均一に０．２５４ｍ１Ｌ（０．０１１ｎ
．）（１測定サイクル）離隔しかつ同様な１組の２５フ
インガ一部分１５４Ａ−Ｂとインターリーフされている
。おのおのの組のフインガ一部分１５２Ａ−Ｂと１５４
Ａ−Ｂとは導電性のストリツプ１５６Ａ−Ｄにより電気
的に相互接続され、そして下記に記載するように上記の
導電性ストリツプ１５６Ａ−Ｄには端子１５８Ａ一Ｄが
提供され、外部回路と接続されるようになつている。ス
ライダー電極の第２の相は離隔した２つの群の電極１６
０と１６２とよりなる。これらのおのおのの群は上記記
載の群１４８と１５０と同様に１組の２５フインガ一部
分１６４Ａ−Ｂを備え、そしてその２５個のフインガ一
部分１６４Ａ−Ｂはおのおのの０．０８６４ｍｍ（０．
００３４ｉｎ．）の幅を有し、センターセンター間で１
測定サイクル（０．２５４ｍ７１Ｌすなわち０．０１１
ｎ．）離隔しかつ同様な寸法の別の１組の２５フインガ
一部分１６６Ａ−Ｂとインターリーフされている。この
スライダー電極の第２の相のフインガ一部分１６４Ａ−
Ｂと１６６Ａ−Ｂとはそれぞれ第１の相のフインガ一部
分１５２Ａ−Ｂと１５４Ａ−Ｂとの位置に対し空間直角
位相に配列されており、換言するとフインガ一部分１５
２Ａ−Ｂと１５４ＡＢと１６４Ａ−Ｂと１６６Ａ−Ｂと
はおのおの１測定サイクル（０．０６３５ｍｍすなわち
０．００２５１ｎ．）の４分の１位相だけシフトしてい
る。おのおのの組のフインガ一部分１６４Ａ一Ｂと１６
６Ａ−Ｂとは導電性のストリップにより電気的に相互接
続され、そしておのおののフインガ一部分はそれぞれの
電気端子１７０Ａ−Ｄを有し外部回路と接続されるよう
になつている。第５表に第３図に記載した寸法をリスト
する。第５ａ図の破線部分を参照すると下記のことが明
らかとなる。

すなわち図示のカツプリング電極１４２と１４４とはス
ケール電極のベース部分１２８と１３４とに向き合うよ
う配列されており、そしてスライダー素子１００とスケ
ール素子１０２との間の相対運動の径路に直角な電極寸
法はベース部分１２８と１３４との対応する寸法より小
さいことが明らかとなる。同様にスライダー電極の４つ
の群１４８と１５０と１６０と１６２とはスケール電極
のフインガ一部分と向き合いかつスライダー電極のフイ
ンガ一部分により橋架される長さはスケール電極のフイ
ンガ一部分により橋架される長さより小さいことも明ら
かである。第４図に示す第１の直線式実施例１へ接続さ
れる外部回路の配列は、第１図の回転式実施例と関連し
て記載したものと同じである。スライダー電極の群１４
８と１５０との両端に所定の指令角θの正弦に比例する
信号振幅を有する正弦波信号発生器１１４が接続される
。図示のように、この発生器１１４０一方の出力は１上
部８ストリツプ１５６Ａの端子１５８Ａと“下部１スト
リツプ１５６Ｄの端子１５８Ｄへと接続される。発生器
１１４からの他方の出力は電極群１４８と１５０とのそ
れぞれの残りの２つの端子点１５８Ｂと１５８Ｃとへ接
続される。所定の指令角θの余弦に比例するよう調整さ
れた出力振幅を有する余弦波信号発生器１１６は同様に
平衡された様式でスライダー電極の第２の相の群１６０
と１６２とへ接続され、そしてその発生器１１６の一方
の出力は“上部”端子１７０Ａと６下部１端子１７０Ｄ
とへ向いかつ他方の出力は残りの端子１７０Ｂと１７０
Ｃとへ向つている。信号検出器１１８はカツプリング電
極１４２と１４４との端子１４６と１４７とへ接続され
る。発生器１１４と１１６とがスライダー電極群１４８
と１５０と１６０と１６２とを励磁するに応じてスケー
ル電極１１０に電圧が誘起され、そしてこの誘起電圧は
カツプリング電極１４２と１４４とへ逆結合されて検出
器１１８により検出されるようになる。おのおのの測定
サイクルは３６０るの指令角に対応し、そして１測定サ
イクルのなかでスケール素子１１０とスライダー素子１
１２との相対直線変位が所定の指令角θに等しいときは
いつでも検出器１１８が零電圧を感知する。カツプリン
グ電極１４２と１４４との両端に現れる電圧の振幅は０
．２５４１１（０．０１ｉｎ．）の測定サイクルのなか
でスケール素子とスライダー素子間の直線変位の関数で
ある。回転式実施例に使用される回路と同様に、第１Ｚ
譬の直線式実施例と関連する回路構成を下記のように変
更することができる。

すなわち１つの定振幅の信号発生器でカツプリング電極
１４２と１４４とを励磁し、そしてスライダー電極へ装
着された２つの電圧検出器により１測定サイクルのなか
でスケール素子１１０とスライダー素子１１２との間の
相対変位角θに対応する正弦波電圧と余弦波電圧とをそ
れぞれ感知させることもできる。あるいは代案として、
同じ周波数であるが相互に９０代時間移相した２つの定
振幅信号発生器をそれぞれ第１の相と第２の相とのスラ
イダー電極群へ接続し、そしてカツプリング電極１４２
と１４４とへ接続した１つの位相検出器により一方の発
生器に対するカツプリング電極の両端電圧の位相差を感
知させ、相対変位角θを指示するようにさせることもで
きる。この発明の第１の直線式実施例には第５ａ図およ
び第５ｂ図に示すいずれのスケール電極パターンも使用
できるけれども、実際上とくに第５ａ図に示す隔離され
たパターン１１０のほうが利益をもたらす。

直線式位置測定用装置に関しては、スケール素子を標準
化寸法で製作し、そしてそれらの標準化寸法をユニツト
として一体に付加し、特定の測定適用例の要求に合うよ
うにするのが普通である。従つてスケール素子１０２は
標準化された２５４ｍｍ（１０１ｎ．）区分で製作され
そして第６図に示すような標準化形式のスライダー素子
１００は約３８１１（１．５１ｎ．）の長さを有する。
適用例のなかにはこのような標準化スライダー素子を使
用し１つのスケール素子区分を有するだけで十分なもの
であるが、たとえば標準化スケール素子区分の長さより
大きい電位移動を有する工作機械の部分を測定しまたは
制御するなどの他の適用例には、２つもしくはそれ以上
のスケール素子区分を正確なスペーシングとアラインメ
ントに従つて組合わせなければならない。このとき第５
ｂ図に示されるような連続したベース部分を有するスケ
ール電極パターン１１０′を使用するとスライダーおよ
びカツプリング電極とスケール電極との間のインピーダ
ンス関係が装置に使用されるスケール素子の数の関数と
して変化するようになる。そしてこのようにインピーダ
ンスが変化すると、装置の最大ゲインと最適パフオーマ
ンスとをうるため対応的に装置に使用される外部回路の
パラメータを調整する必要を生ずる。しかしながら第５
ａ図の隔離されたスケール電極のパターン１１０を使用
すると、スライダー素子１００と向き合つて付加のスケ
ール素子区分を組合わせても、スライダー素子１００と
スケール素子１０２との間のインピーダンス関係は著し
く変化せず、従つて関連する外部回路の構成を変更する
必要がなく、標準化された電子構成を有するもので差支
えない。同様にスライダー電極に向き合わないスケール
電極に誘起されるいかなる雑音もスライダー電極へ伝送
されることはない。上記記載の回転式実施例に関すると
同様に、電極の寸法を適当にきめることにより第１の直
線式実施例におけるスケール電極とスライダー電極との
間の静電結合波に生ずる不要の高調波成分を低減させる
ことができる。

図示の実施例では、スケール電極のフインガ一部分１３
０と１３６およびスライダー電極のフインガ一部分１５
２Ａ−Ｂと１５４Ａ−Ｂと１６４Ａ−Ｂと１６６Ａ−Ｂ
は０．０８６ｍｍ（０．００３４１ｎ．）の幅を有し、
そしてその０．０８６關（０．００３４１ｎ．）の幅は
装置の測定サイクルの３分の１であり、その結果基本結
合周波の第３高調波が低減されるようになる。もし第５
高調波を低減したいときは０．０５１ｍｕ（０．００２
１ｎ．）の電極幅すなわち測定サイクルの５分の１を選
択する。スケール電極またはスライダー電極のいづれか
の幅／サイクル比を寸法ぎめすることにより静電結合波
における不要な高調波成分を抑制することができ、そし
て異なつた次元の高調波成分を低減するためスケール電
極とスライダー電極とに異なつた幅／サイクル比を使用
することも可能である。結合波の高調波成分はまた、回
転式実施例と関連して記載した技術的思想により低減さ
せることもでき、すなわちスライダー電極（゛第２”の
電極）群の直線的広がりを測定サイクルをＮで除したも
のに等しい量だけ拡大または短縮することにより低減さ
せることができ、ここにＮは不要の高調波の次数である
。

図示の直線式実施例では、おのおののスライダー電極群
１４８と１５０と１６０と１６２とは６．３５ｍｍ（０
．２５１ｎ．）の距離に延長する。従つて結合波の第５
高調波を抑制するためにはおのおのの群の広がりを測定
サイクル（０．０５０８能すなわち０．００２１ｎ．）
の５分′の１だけ拡大するかまたは圧縮し、それぞれ６
．４００８ｍｍ（０．２５２１ｎ．）または６．２９９
２ｍ７！ｌ（０．２４８ｊｎ．）を占有するようにする
。

図示の第１の直線式実施例においてはスライダー電極の
おのおのの空間位相を２つの群へ分割し（すなわち群１
４８と１５０とを第１の空間位相とし、そして群１６０
と１６２とを第２の空間位相とする）かつ第６図に示す
ようにこれらの群をスライダー素子１００とスケール素
子１０２との間の相対運動の径路に沿つて交番に適正な
位置に配置することにより実質的に低減するようになる
。

このように配列すると正弦波信号発生器１１４の一方の
端子（たとえば瞬間的に最大正電位を有する端子）を一
方のカツプリング電極と隣接する点で第１の空間位相ス
ライダー電極群１４８へ接続することができかつまた他
方のカツプリング電極１４４と隣接する点で別の第１の
空間位相スライダー電極群１５０へ接続することができ
る：正弦波信号発生器１１４の他方の端子（瞬間的に最
大負電位を有する端子）をスライダー電極群１４８と１
５０との残りの端子へ接続することができる；そして正
弦波信号による励磁のカツプリング電極１４２と１４４
とに与える効果は完全に平衡され、従つて装置の電気的
動作時に効果的に除去されるようになる。全く類似の様
式で余弦波信号発生器１１６を第２の空間位相スライダ
ー電極群へ接続し、その余弦波信号の２つのカツプリン
グ電極１４２と１４４との容量的結合を平衡させかつ有
効に除去することも可能である。おのおのの組のスケー
ル電極のベース部分１２８と１３８との組合せ面積は等
しいこと、および２つのカツプリング電極１４２と１４
４との面積は等しく全体的に容量的平衡が保持されるよ
うとなつていることは明らかである。

カツプリング電極１４２と１４４との幅は向き合つた中
心的に直線上に整列するスケール電極のベース部分１２
８と１３４との幅より若干小さくかつスライダー電極の
フインガ一部分のスパンは中心的に直線上に整列したス
ケール電極のフインガ一部分のスパンより小さいので、
カツプリング電極はスケール電極のフインガ一部分と相
互作用せず、そしてスライダー電極はスケール電極のベ
ース部分と結合しない。またこのように寸法ぎめされて
いるＺ′ので、スライダー素子１００とスケール素子１
０２との間の相対運動における上記のスライダー素子１
００の中′ｎ線の上記のスケール素子１０２の縦軸から
のいかなる微少偏移も補償されるようになる。

〔第２の直線式実施例〕 第２の直線式実施例は０．２５４１ｓ（０６０１１ｎ．
）の測定サイクルを有し、第７一９図に示されている。

第７図には、実施例のスケール素子２００とその上の電
極パターンとこれらの電極へ接続された関連回路とが示
されている。とくにスケール素子２００はベース２０１
を有し、そしてそのベース２０１はたとえば何等かの適
当な長さと厚さとを有するアルミニウムなどの非磁気性
の金属で作られ、堅固に支持体（図示されず）へ固定さ
せることができるようになつている。このスケール素子
ベース２０１の長さ方向に沿つてインターデイジツトさ
れたスケール電極２０２が絶縁されて実装される。その
スケール電極２０２は厚さ０．０１２７詣（０．０００
５１ｎ．）でかつ薄い絶縁性接着層（図示されず）によ
りアルミニウム製スケール素子２００から絶縁されてい
る。

おのおののインターデイジツトされたスケール電極２０
２はフインガ一部分２０４と２０５とを備え、そのフイ
ンガ一部分２０４と２０５とは幅０．０８６４龍（０．
００３４１ｎ．）と長さ１０．０ｍｍ（０．３９４ｉｎ
．）とを有する。スケール電極２０２は均一にセンター
センター間で０．１２７ｍｍ（０．００５ｉｎ．）離隔
しており、そしてその間隔はトランスジユーサの測定サ
イクルの２分の１に相当する。スケール電極２０２は交
番に２つの導電性ストリツプ２０６と２０７とで相互接
続され、そして下記に記載するようにこの２つの導電性
ストリツプ２０６と２０７とにはそれぞれ電気端子２０
８と２０９とが提供され外部回路へ接続されるよう ５
になつている。スケール素子２００の長さ方向に沿つて
２つの正弦コレクタ電極２１０と２１１とが配列され、
そしてそのおのおのはそれぞれ電気端子２１２と２１３
とを有する。

この正弦コレクタ電極２１０クと２１１とに平行に２つ
の余弦コレクタ電極２１４と２１５とが走り、そしてこ
の２つの余弦コレクタ電極２１４と２１５とにもそれぞ
れ端子２１６と２１７が提供されている。第８図はスラ
イダー素子２１８を示し、そのスライダー素子２１８は
アルミニウム製のベース２１９を有し、そしてそのアル
ミニウム製ベース２１９は第９図に示す第２の直線式実
施例のスケール素子２００と離隔して向き合つて配置さ
れかつスケール素子２００の長さ方向に沿つて相対的に
直線運動できるよう配列されている。

スライダー素子のベース２１９は２つの相の厚さ０．０
１２７１ｔ７１ｔ（０．０００５１ｎ．）銅電極を有し
、そしてその銅電極はスケール素子２００と向き合つて
ベース表面に絶縁的に配列されている。スライダー電極
の第１の相は３つの正弦電極群２２０Ａ−Ｃよりなる。
スライダー電極の第２の相は４つの余弦電極群２２２Ａ
−Ｄより構成される。正弦電極群２２０Ａはスライダー
素子２１８の中心に位置しかつ６４個のインターリーフ
されたフインガ一部部を有し、そしておのおののフイン
ガ一部分は幅０．８６４ｍｍ（０．００３４１ｎ．）で
、相互に均一にセンターセンター間で０．１２７１１（
０．００５ｉｎ．）離隔している。正弦電極群２２０Ｂ
と２２０Ｃとはおのおの上記の群２２０Ａと空間位相の
関係で同様な寸法と間隔との３２個のインターリーフさ
れたフインガ一部分を有する。おのおのの正弦電極群２
２０Ａ−Ｃのフインガ一部分は正弦導体ベースバ一２２
４Ａ−Ｆにより交番に相互接続され、そしてその正弦導
体ベースバ一２２４Ａ−Ｆは第９図に示すように正弦コ
レクタバ一２１０と２１１とに向き合いかつそれと容量
的に結合するよう位置ぎめられている。余弦電極群２２
２Ａ−Ｄはおのおの正弦電極群２２０Ａ−Ｃのフインガ
一部分と同じ幅と間隔とを有する３２個のインターリー
フされたフインガ一部分を有する。

しかしながらその余弦電極群２２２Ａ−Ｄのフインガ一
部分は正弦電極群２２０Ａ−Ｃのフインガ一部分の位置
に対し空間直角位相の関係に位置ぎめられており、換言
すれば正弦電極群２２０Ａ−Ｃのフインガ一部分の位置
に対し均一に離隔し１測定サイクルの４分の１だけ移相
している。おのおのの余弦電極群２２２ＡＤのフインガ
一部分は余弦導体ベースバ一２２６Ａ−Ｈにより交番に
相互接続され、そしてその余弦導体ベースバ一２２６Ａ
−Ｈは第９図に示すように余弦コレクタバ一２１４と２
１５とに向き合いかつそれと容量的に結合するよう位置
ぎめられている。

従つてスケール素子２００とスライダー素子２１８とを
代表的に０．０７６ｍｍ（０．００３ｉｎ．）の幅のエ
アギャツプで分離し、離隔して向き合う関係で相対運動
できるように配列すると、正弦導体ベースバ一２２４Ａ
−Ｆは正弦コレクタバ一２１０と２１１とへ容量的に結
合するようになる；余弦導体ベースバ一２２６Ａ−Ｈは
余弦コレクタバ一２１４と２１５とへ容量的に結合する
ようになる；そして正弦電極群２２０Ａ−Ｃと余弦電極
群２２２Ａ−Ｄとはスケール電極２０２へ容量的に結合
するようになる。第７図に示すようなスケール素子２０
０の電極へ接続された外部回路は第４図の第１の直線式
実施例のスライダー素子１００へ接続された回路と同じ
である。

正弦波発生器２２８は１測定サイクルのなかで所定の指
令角θの正弦に比例する信号振幅を有し、そして線２２
９により正弦コレクタバ一２１０と２１１との端子２１
２と２１３とへ接続されている。同様に余弦波発生器２
３０は上記の所定の指令角θの余弦に比例する信号振幅
を有し、そして線２３１により余弦コレクタバ一２１４
と２１５との端子２１６と２１７とへ接続されている。
電圧検出器２３２は線２３３によりスケール電極導体ス
トリツプ２０６と２０７との端子２０８と２０９とへ接
続されている。交流電圧発生器すなわち正弦波発生器２
２８には正弦コレクタバ一２１０と２１１とにより反対
側の正弦導体バ一２２４Ａ−Ｆと正弦電極群２２０Ａ−
Ｃとへ結合されている。同様に余弦波発生器２３０で発
生される電圧は余弦コレクタバ一２１４と２１５とによ
り余弦電極群２２２ＡＤと余弦導体バ一２２６Ａ−Ｈと
へ容量的に結合される。

これらの正弦電圧と余弦電圧とは、ついでインターリー
フされたスケール電極２０２へ静電的に逆結合され、そ
してその合成゛誤差信号゛電圧がスケール電極の導体ス
トリツプ２０６と２０７との両端に接続された検出器２
３２により感知されるようになる。スケール素子２００
とスライダー素子２１８とが１測定サイクルのなかで所
定の指令角θに等しい相対変位を有するとき上記の検出
器２３２で感知される電圧は零となる。そうでないとき
は検出誤差信号電圧は１測定サイクルのなかのスケール
素子２００とスライダー素子２１８との相対変位すなわ
ち実際の変位と指令角θとの間の差の関数となる。回転
式実施例と第１の直線式実施例とに関連して上記に記載
した方法と同じようにして回路構成を変更し、１つの定
振幅信号発生器でスケール電極２０２を励磁しかつ２台
の電圧検出器でそれぞれ正弦電圧と余弦電圧とを感知さ
せることも可能であり、そして上記の正弦電圧と余弦電
圧とは正弦コレクタバ一２１０と２１１および余弦コレ
クタバ一２１４と２１５の両端に誘導されかつ１測定サ
イクルの範囲内でスケール素子２００とスライダー素子
２１８との間の変位角θと三角関数的に関連するもので
ある。あるいは代案として、同一周波数であるが相互に
９００移相した２つの定振幅信号発生器をそれぞれ正弦
コレクタバ一２１０と２１１および余弦コレクタバ一２
１４と２１５へ接続することも可能で、そしてこのとき
はスケール電極導体ストリツプ２０６と２０７との両端
に接続した１つの位相検出器がスケール電極２０２の両
端に現れる信号電圧の上記の発生器の一方に対する位相
を感知して相対変位角θを指示するようになる。スケー
ル電極２０２と正弦および余弦電極群２２０Ａ−Ｃおよ
び２２２Ａ−Ｄとのフインガ一部分の幅と間隔とを上記
記載の回転式実施例および第１の直線式実施例と同じよ
うに構成し、スケール電極２０２と正弦および余弦電極
群２２０ＡＣおよび２２２Ａ−Ｄとの間の結合波におけ
る不要の高調波成分（第３高調波成分）を低減させるこ
ともできる。

第７図ないし第９図を参照すると明らかなように、スラ
イダー素子２１８上の正弦電極群２２２ＡＤは素子の長
さ方向と直角の方向に対しその余弦電極群２２０Ａ−Ｃ
が橋架する距離よりも大きい距離にわたり橋架している
。

また正弦電極群２２２Ａ−Ｄのインターリーフされたフ
インガ一部分はスケール素子２００上の余弦コレクタバ
一２１０と２１１とに向き合い、従つてそれと容量的に
結合するようになることも明らかである。しかしはがら
このような結合のため不要な効果が導入されることはな
く、何となればおのおの正弦電極群２２２Ａ−Ｄの両組
のインターリーフされたフインガ一部分はおのおのの余
弦コレクタバ一２１０と２１１とに交叉し、従つてそれ
らのバ一との間に大きさが等しくかつ極性が反対の容量
的結合を誘起し、その結果相互に相殺し零容量的結合が
発生する傾向にあるからである。この発明による上記の
３つの代表的な実施例について説明したけれども、この
技術分野において通常の知識を有するものにとつて他の
実施例を考案することも可能である。

たとえば０第１″の電極を一方の素子の円筒状の表面に
配置しかつ“第２゛の電極およびカツプリング電極を他
方の素子の対応的に凹状の表面に配列させることもでき
る。いづれの実施例においても、この発明によると高ゲ
インの静電位置測定用装置が提供され、この位置測定用
装置は匹敵する誘導形装置より極めて大きい到達自在の
精度を有するものである。この発明によると２つの相対
的に移動自在の素子のうちの一方にだけ電気接続をすれ
ばよく、従つて不要なインピーダンス変化および不要な
容量的結合ならびに不要な結合波における高調波成分を
低減するかまたは除去するという新しい特徴が提供され
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による回転式実施例とその関連回路構
成との側立面図、第２ａ図は第１図の実施例のロータ素
子の正立面図で、その回転式実施例に適切に使用できる
１つのロータ電極パターンを示す。 第２ｂ図は第１図の実施例のロータ素子の正立面図で、
その回転式実施例に適切に使用できる代りのロータ電極
パターンを示す。第３図は第１図の実施例のステータ素
子の正立面図で、その回転式実施例に適切に使用できる
ステータ電極およびカツプリング電極のパターンを関連
回路構成と一緒に示すものである。第４図はこの発明に
よる第１の直線式実施例とその関連回路構成との斜視図
、第５ａ図は第４図の実施例のスケール素子の前立面図
で、その第１の直線式実施例に適切に使用できる１つの
スケール電極パターンを示す。第５ｂ図は第４図の実施
例のスケール素子の前立面図で、その第１の直線式実施
例に適切に使用できる別のスケール電極パターンを示す
。第６図は第４図の実施例のスライダー素子の前立面図
で、その第１の直線式実施例に適切に使用できるスライ
ダー電極およびカップリング電極のパターンを関連回路
構成と一緒に示すものである。第７図はこの発明による
第２の直線式実施例のスケール素子と関連回路構成との
前立面図、第８図は上記の第２の直線式実施例のスライ
ダー素子の前立面図、第９図はそれぞれ第７図および第
８図の９−９線に沿つた上記の第２の直線式実施例のス
ケール素子およびスライダー素子の合成断面図。（回転
式実施例・・・・・・第１図〜第３図）、１０・・・・
・・ロータ素子、１２・・・・・・ステータ素子、２６
・・・・・・第１の電極（ロータ電極）、２８・・・・
・・第２の電極（ステータ電極）、３０・・・・・・正
弦波信号発生器、３２・・・・・・余弦波信号発生器、
３４・・・・・・電圧検出器、４２・・・・・・第１の
組のロータ電極、４４・・・・・・第１の組のロータ電
極のベース部分、４６・・・・・・第１の組のロータ電
極のフインガ一部分、４８・・・・・・第２の組のロー
タ電極、５０・・・・・・第２の組のロータ電極のベー
ス部分、５２・・・・・・第２の組のロータ電極のフイ
ンガ一部分、５４・・・・・・第１のカツプリング電極
、５６・・・・・・第２のカツプリング電極、６２，６
４・・・・・・第１の位相セクター（ステータ電極）、
６６，６８・・・・・・第２の位相セクター（ステータ
電極）、７０，７２・・・・・・フインガ一部分（おの
おののセクター）。 （直線式実施例・・・・・・第４図〜第６図）、１００
・・・・・・スライダー素子、１０２・・・・・・スケ
ール素子、１１０・・・・・・第１の電極（スケール電
極）、１１２・・・・・・第２の電極（スライダーおよ
びカツプリング電極）、１１４・・・・・・正弦波信号
発生器、１１６・・・・・・余弦波信号発生器、１１８
・・・・・・電圧検出器、１２６・・・・・・第１の組
のスケール電極、１２８゜゛゜゜゜”第１の組のスケー
ル電極のベース部分、１３０・・・゜゜゜第１の組のス
ケール電極のフインガ一部分、１３２・・・・・・第１
のカップリング電極、１３４・・・・・・第２のカツプ
リング電極、１３６・・・・・・第１の組のスケール電
極のフインガ一部分、１４２・・・・・・第１のカツプ
リング電極、１４４・・・・・・第２のカツプリング電
極、１４８，１５０・・・・・・第１の位相群（スライ
ダー電極）、１６０，１６２・・・・・・第２の位相群
（スライダー電極）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の測定サイクルを有するトランスジューサにお
   いて、（ａ）２つの相対的に移動自在の素子を備え、そ
   のおのおのの素子は他方の素子の表面と離隔して向き合
   つた表面を有し；（ｂ）上記の素子の一方の表面に固定
   された２組の第１の電極を備え、そのおのおのの組の第
   １の電極はベース部分とそのベース部分から上記の素子
   の相対運動の径路と直角な方向に延長するフィンガー部
   分とを有し、そしておのおのの組の第１の電極のフィン
   ガー部分は均一に１測定サイクルだけ離隔しかつ一方の
   組の第１の電極のフィンガー部分は２分の１測定サイク
   ル間隔で他方の組の第１の電極のフィンガー部分と組合
   つた指列状にされており；（ｃ）上記の素子の他方の表
   面に固定された２組の第２の電極を備え、そのおのおの
   の第２の電極は上記の径路と直角な方向に延長しかつほ
   ぼ１測定サイクルだけ離隔して上記の組の第１の電極の
   フィンガー部分と向き合つたフィンガー部分を有し、そ
   して一方の組の第２の電極のフィンガー部分は他方の組
   の第２の電極のフィンガー部分と均一に組合つた指列状
   にされており；（ｄ）上記の他方の素子の表面に固定さ
   れた第１と第２のカップリング電極を備え、その第１と
   第２とのカップリング電極はそれぞれ上記の２組の第１
   の電極のベース部分と向き合いかつそれと容量的に結合
   しており；（ｅ）装置を備え、その装置はそれぞれおの
   おのの組の第２の電極を電気的に相互接続しかつ上記の
   ２組の第２の電極を外部回路に接続するためのものであ
   り；（ｆ）装置を備え、その装置は上記の１と第２との
   カップリング電極を外部回路に接続するためのものであ
   り；そして（ｇ）両素子上の電極の数は等しいことを特
   徴とする複数の測定サイクルを有するトランスジューサ
   。 ２ おのおのの組の第１の電極のベース部分は相互に電
   気的に接続されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のトランスジューサ。 ３ 上記の第１の電極は相互に電気的に絶縁されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のトラン
   スジューサ。 ４ 一方の組の第１の電極のベース部分の組合せ面積は
   他方の組の第１の電極のベース部分の組合せ面積に等し
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のトラ
   ンスジューサ。 ５ 第１のカップリング電極の面積は第２のカップリン
   グ電極の面積に等しいことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のトランスジューサ。 ６ 上記の２組の第１の電極のフィンガー部分から離れ
   て上記の径路と直角な方向に延長する上記の２組の第１
   の電極のベース部分の寸法はそれぞれ向き合つたカップ
   リング電極の対応する寸法より大きく、そして上記の第
   １と第２とのカップリング電極の面積は等しいことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のトランスジュー
   サ。 ７ 上記の素子の相対運動の径路と直角で第１の電極の
   フィンガー部分により橋架される寸法は対応的に第２の
   電極の向き合つたフィンガー部分より橋架される寸法よ
   り大きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のトランスジューサ。 ８ 上記の素子の相対運動の径路に平行な第１の電極の
   おのおののフィンガー部分の幅は測定サイクルをＮで除
   したものに等しく、ここにＮは上記の外部回路によりト
   ランスジユーサへ印加される基本周波数信号の不要の高
   調波成分の次数であり、この結果上記の第１と第２との
   電極間の結合波において上記の不要の高調波成分が低減
   されるようになることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のトランスジューサ。 ９ 上記の素子の相対運動の径路に平行な第２の電極の
   おのおののフィンガー部分の幅は測定サイクルをＮで除
   したものに等しく、ここにＮは上記の外部回路によりト
   ランスジユーサへ印加される基本周波数信号の不要の高
   調波成分の次数であり、この結果上記の第１と第２の電
   極間の結合波において上記の不要の高調波成分が低減さ
   れるようになることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のトランスジューサ。 １０ 上記の素子は共通軸の周りの円形路に沿つて相対
   的に回転自在であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のトランスジューサ。 １１ 上記の素子は直線路に沿つて相対的に移動自在で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のト
   ランスジューサ。 １２ さらに （ａ）上記の他方の素子の表面に固定された付加の２組
   の第２の電極を備え、その付加の組の第２の電極は上記
   の径路と直角な方向に延長しかつ１測定サイクルだけ離
   隔して上記の第１の電極のフィンガー部分と向き合つた
   フィンガー部分を有し、そして一方の付加の組の第２の
   電極のフィンガー部分は他方の付加の組の第２の電極の
   フィンガー部分と２分の１測定サイクル間隔で組合つた
   指列状にされており、さらに付加の組の第２の電極のフ
   ィンガー部分はそれぞれ上記の２組の第２の電極のフィ
   ンガー部分に対し空間直角位相に配列されており；そし
   て（ｂ）装置を備え、その装置はそれぞれおのおのの付
   加の組の第２の電極を相互接続しかつ上記の付加の組の
   第２の電極を外部電気回路に接続するためのものである
   ；ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のトラ
   ンスジューサ。 １３ 上記の２組の組合つた指列状の第２の電極は複数
   個の離隔した第１の空間位相群に配列されておりかつ上
   記の付加の２組の組合つた指列状の第２の電極は複数個
   の離隔した第２の空間位相群に配列されており、そして
   上記の第１の位相群と第２の位相群とは上記の他方の素
   子の表面で上記の径路に沿つて交番に適正に位置ぎめさ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記
   載のトランスジューサ。 １４ さらに （ａ）上記の一方の素子の表面に固定された付加の２組
   の第１の電極を備え、その付加の組の第１の電極はベー
   ス部分とそのベース部分から上記の径路と直角な方向に
   延長しかつ１測定サイクルだけ離隔して上記の第２の電
   極のフィンガー部分と向き合つたフィンガー部分とを有
   し、そして一方の付加の組の第１の電極のフィンガー部
   分は他方の付加の組の第１の電極のフィンガー部分の２
   分の１測定サイクルで組合つた指列状にされており、さ
   らに付加の組の第１の電極のフィンガー部分はそれぞれ
   上記の２組の第１の電極のフィンガー部分に対し空間直
   角位相に配列されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載のトランスジューサ。 １５ 上記の２組の組合つた指列状の第１の電極は複数
   個の離隔した第１の空間位相群に配列されておりかつ上
   記の付加の２組の組合つた指列状の第１の電極は複数個
   の離隔した第２の空間位相群に配列されており、そして
   上記の第１の空間位相群と上記の第２の空間位相群とは
   上記の一方の素子の表面で上記の径路に沿つて交番に適
   正に位置ぎめされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１４項に記載のトランスジューサ。 １６ さらに （ａ）上記の他方の素子の地面に固定された第３と第４
   とのカップリング電極を備え、その第３と第４とのカッ
   プリング電極は上記の付加の２組の第１の電極のベース
   部分とそれぞれ向き合いかつそれと容量的に結合してお
   り；そして（ｂ）装置を備え、その装置は上記の第３と
   第４とのカップリング電極を外部回路に接続するための
   ものである；ことを特徴とする特許請求の範囲第１４項
   に記載のトランスジューサ。 １７ 上記の付加の２組の第１の電極のフィンガー部分
   は第１と第２とのカップリング電極と向き合いかつそれ
   と容量的に結合しており、そして上記の付加の２組の第
   １の電極は上記の第１と第２とのカップリング電極のお
   のおのに大きさが等しくかつ極性反対の電荷を誘起し、
   その結果上記の付加の２組の第１の電極と上記の第１お
   よび第２のカップリング電極との間の容量的結合が有効
   に最小化されるようになることを特徴とする特許請求の
   範囲第１６項に記載のトランスジューサ。