JPS6047971B2

JPS6047971B2 - 容量型角変位変換器

Info

Publication number: JPS6047971B2
Application number: JP55013100A
Authority: JP
Inventors: レナ−ド・チヤ−ルズ・ベルセロツチ; リチヤ−ド・ア−サ−・ジヨンソン
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1980-02-07
Publication date: 1985-10-24
Also published as: JPS55106312A; US4238781A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電気出力信号を発生するため容量結合を利用
した無接触角変位変換器（トランスジューサ）に関する
ものである。

その電気出力信号の位相角は軸（シャフト）の角変位に
比例している。容量結合を利用した無接触角変位変換器
は従来より、よく知られている。

容量型変換器は、それが角変位情報を与える方法に従が
つて３つの広義の範ちゆうに大別できる。その第１の範
ちゆうは、軸の角変位に関連した大きさを有する電気出
力信号を発生する容量型変換器である。第２の範ちゆう
は、０と１の特定の各組合せが軸の位置を表わすように
ディジタル電気出力信号を直接発生する容量型変換器て
ある。第３の範ちゆうは、軸の角変位に関連した位相角
を有する電気出力信号を発生する容量型変換器である。
本発明は、この第３の範ちゆうに属するものである。第
１の範ちゆうの容量型変換器の代表例としては、米国特
許第３７０２４６７号明細書に記載された軸位置検知装
置及び米国特許第３８７３９１６号明細書に記載された
変位又は位置を測定するための容量型検知器がある。

米国特許第３７０２４６７号明細書に記載された装置に
おいては、固定板に等間隔に半径方向の導電帯（バッド
）が複数個配列されていて、それらの導電帯の内縁は１
つ置きに第１の環状導電性リングに接続されている。そ
の他の導電帯の外縁は第２の環状導電性リングに接続さ
れている。固定板の中心には第３の環状導電性領域が設
けられている。固定板に平行に回転板が取り付けられて
いる。この回転板の中心には、環状導電性領域に接続さ
れた等間隔の半径方向の複数個の導電帯が設けられてい
る。この環尽導電性領域は、固定板の環状導電性領域と
結合して、回転板と固定板との間に一定の容量性ピック
アップを与え以てブラシ無し動作を可能とする。固定板
の導電帯の２つの組には反対極性の信号が印加される。
回転板か固定板に対して移動すると、回転板の導電帯と
固定板の２つの導電帯との間の交互の容量性結合により
三角波出力信号が発生される。そのピーク値及び部分ピ
ーク値を計数すること、すなわち、その電圧を測定する
こと、によつて固定板に対する回転板の位置が測定でき
る。米国特許第３８７３９１６号明細書においては、同
様の原理を用いて、回転板の導電性パターンが固定板の
導電性パターンに対して最大容量結合の位置から最小容
量結合の位置まで移動するにつれて最大値から最小値ま
で変位する出力信号を与えている。

その出力電圧の振巾は、２つのパターンの相対位置に比
例しており、通過する最大値及ひ最小値の数は、通過し
たパターンの分割数に等しい。その最小値又は最大値を
計数し且つ出力電圧の振巾を測定することによつて、固
定板に対する回転板の移動量を測定することができる。
第２の範ちゆうの無接触容量型角変位変換器の代表例と
しては、米国特許第３２３８５２３号の容量型エンコー
ダ及び米国特許第３７６６５４４号の静電信号結合装置
を使用したアナログ−ディジタル変換器がある。

米国特許第３２３８５２３号のエンコーダにお”いては
、回転板に数個の環状トラックからなる導電性パターン
が設けられている。その各トラックは、導電性領域と不
導電性領域とを交互に備えている。固定板には、数対の
環状トラックからなるパターンが設けられている。各ト
ラックは、導電性領域と不導電性領域とを交互に備えて
いる。回転板が固定板かられずかな間隔だけ離れて回転
するとき、どれか１つの回転板トラックと一対の固定板
トラックとの組合せによつて、回転板の角位置につれて
変化する複数の容量が得られる。各対の固定板トラック
内の容量を相対的に比較することによつて、ディジタル
コードが作り出される。固定板トラックの対数は、その
コードの桁数を決定する。従つて、そのディジタルコー
ドは、回転板の角位置を表わすことにある。米国特許第
３７６６５４４号明細書には、静電信号結合装置を使用
したアナログ−ディジタル・コンバータが開示されてい
る。

その静電信号結合装置は、固定励起要素と回転翼とから
なる静電エンコーダである。固定励起要素は、指示すべ
き軸位置の１つにそれぞれが対応している複数個の励起
セグメントに分割されている。異なつた位相の一組の励
起信号が励起セグメント群に印加される。ある励起信号
が回転翼の下にあるセグメントへ供給されるとき、その
信号はその回転翼により出力検知器へ入力される。励起
信号組を励起セグメント群へ順次印加することにより、
ある軸位置を表わす特定の信号組が出力検知器へ入力さ
れる。その入力された信号組は、０と１の組合せに変換
されてディジタル信号を出力する。第３の範ちゆうの容
量型角変位変換器は、角変位に関連した位相角を有する
電気出力信号を発生するものである。

その一例としては、米国特許第４００７４５４号の物体
の回転の角位置、速度及ひ／又は方向を遠隔測定する装
置がある。回転部材、すなわち計器指針の付近には、回
転電界が発生する。その電界は、計器指針の回転軸と一
致した回転軸を有している。電界の回転軸には、その電
界の変動を検出するため電界感知装置が配置されている
。空間の透過率はその感知装置の両側において同じであ
り、回転電界の半分同士が互いに打ち消し合うので、そ
の感知装置は零を指示する。しかし、電界が指針と一致
するときには、指針の透過率は電界の半分に対し電気力
線路を与えることになる。電界のこの不平衡により、あ
る電圧信号が感知装置によつて拾われる。検知装置によ
つて拾われる電圧信号の位相を基準信号と比較すること
により、指針の角変位を測定することができる。前述の
説明はいろいろな従来例を示すためのものである。

すべて容量型角変位変換器の例であるが、異なつた動作
原理を実行するのに異なつた物理的、機械的構造が使用
されている。第３の範ちゆうに属する従来技術が最も適
当であるので、これについて更に詳しく説明する。第３
の範ちゆうの角変位変換器に属する別の装置としては、
米国特許第３８４５３７７号の回転角変換器がある。

そこに開示された無接触角変換器は、電気的に絶縁され
た複数の扇形部材を有する固定板と、この固定板から離
隔された平行対向板と、固定板と対向板との間に配置さ
れ回転物体に回転可能に結合された扇形回転板と、を備
えている。三角波形を有し且つ固定位相関係を有した交
流励起電圧が固定板の扇形部材に印加されている。回転
板は、固定板から対向板へその励起電圧を印加するのに
使用されている。回転板の位置は回転物体の角位置の関
数であるので、固定板へ印加される電圧もまたその回転
物体の角位置の関数である。印加された電圧の位相角を
基準電圧の位相角と比較することによつて、回転物体の
角位置が測定できる。積算電力計等の計器を遠隔読取り
するのに使用される従来の容量型角変位変換器は、非常
に小さな容量結合に依存しているものである。

代表的な従来の変換器の小さな容量値に比較すると漂遊
容量は無視しうるものでなく、誤差につながつてくる。
同様に、従来の変換器では容量が小さいので、その容量
によつて結合される電圧信号も小さく、従つて、従来の
変換器は、ノイズや望ましくない電圧の誘導による誤差
を非常に生じさせやすいものである。従来の変換器では
、固定板と回転板との不整列によつても誤差が生する。
この不整列の原因としては、固定板と回転板とが同心状
になかつたり、固定板と回転板とが平行でなくなつたり
することが考えられる。本発明は、これらの誤差を補償
した新規且つ有用な容量型角変位変換器を提供するもの
である。本発明のその他の効果は好ましい実施例の以下
の説明から明らかとなろう。本発明は、計器の遠隔読取
りのために適した無接触容量型角変位変換器を提供する
ものである。

第１の固定板は、電気的に絶縁した複数の励起領域に分
割される。順次位相角の変化した複数の正弦波励起電圧
がそれら励起領域へ印加される。第２の固定板が第１の
固定板に平行且つわずかに離隔して配設されている。第
１の固定板と第２の固定板との間にそれらに平行で同軸
上に回転板が取り付けられている。回転板の第１の面は
第１の固冫定板と平行である。この回転板の第１の面は
、レゾルバとして作用する２つの導電性パターンを有し
ている。各パターンは、励起電圧のため、そこに可変容
量的に結合される電圧のベクトル和である合成電圧を発
生する。これら導電性パターンの５幾何学的形状は、合
成正弦波電圧が一定て等しいピーク値を有し且つ角変位
とともに直線的に変化する位相角を有し、そして反対極
性となるよう選ばれる。回転板の第２の面は、第２の固
定板と平行である。この回転板の第２の面は、回転板の
第０２の面の導電性パターンと電気的に接続された導電
性領域を有している。この回転板の第２の面は、第２の
固定板とともに、２つの合成電圧のための一定容量ピッ
クアップを形成する。２つの合成電圧は、通常の電子回
路へ入力される差動出力信号てある。

その電子回路は、その差動出力信号と基準電圧信号との
間の位相差を検出する。その位相差が、第１の固定板に
対する回転板の角変位を示すこととなる。次に、添付図
面に基づき本発明の実施例に関連して本発明を詳細に説
明する。

第１図において、本発明に従つて構成された容量型角変
位変換器１７の機械的構造が示されている。

第１図は、好ましい一実施例では米国特許第３３０９１
５？明細書に記載された型の積算電力計である、軸２１
によつて動かされる指針１９の位置を求めるのに必要な
機械要素を示している。第１図に示した機械的構造は、
読み取るべき指針毎に設けられるものである。第１の固
定板１５及び第２の固定板１６は、ある手段（図示せず
）によつて固定して取り付けられている。

第１の固定板１５は、第２の固定板１６に対して平行で
且つわずかに離隔されている。回転板１８は、第１の固
定板１５と第２の固定板１６との間において同軸上に取
り付けられている。回転板１８は、軸２１に固定され、
これと一緒に回転する。そして、回転板１８は、第１の
固定板１５及ひ第２の固定板１６それぞれに平行である
。第１図に示した機械的構造をより詳細に説明すると、
第１の固定板１５は、電気的に絶縁（分離）された４つ
の励起領域２０，２２，２４及び２６を有している。

これらの励起領域２０，２２，２４及ひ２６の形状は四
分円形であり、これら領域は、一点鎖線２８で示した中
心軸のまわり．に対称的に配置されている。この中心軸
２８を中心とする開孔２９か設けられている。この開孔
２９は、軸２１がその第１の固定板１５を貫通し得るよ
うに設けられている。第２の固定板１６は、同心状の第
１の環状導電△性領域３０及び第２の環状導電性領域３
２を有している。

第１の環状導電性領域３０及び第２の環状導電性領域３
２はそれぞれ中心軸２８のまわりに関して対称である。
第１の環状導電性領域３０の面積は、第２の環状導電性
領域３２の面積と同４じである。第２の固定板１６も、
軸２１がこの固定板１６を貫通し得るように、中心軸２
８のところに設けられた開孔３４を有している。第１の
環状導電性領域３０は、第２の固定板１６の反対側まで
達する孔３１を有しており、この孔３１を貫通する導線
６１（第３図参照）を有している。同様に、第２の環状
導電性領域３２は、第２の固定板１６の反対側まで達す
る孔３３を有しており、この孔３３を貫通する導線６３
（第３図参照）を有している。これらの孔３１及び３３
は、環状導電性領域３０及び３２によつて作り出される
信号が第２の固定板１６から出力され得るように、設け
られている。回転板１６の形状は円形であり、回転板１
８は不導電性材料で形成されている。

回転板１８の中心は、軸２１に接続されている。更に、
回転板１８は、第１の固定板１５と平行な第１の面３６
及び第２の固定板１６と平行な第２の面３８を有し・て
いる。第１の面３６は、中心軸２８に対して対称に配置
された第１の導電性パターン４０及び第２の導電性パタ
ーン４２を有している。第１の面３６を二分し第１の導
電性パターン４０を第２の導電性パターン４２から分離
している線４４によ“り、第１の面３６の上半分と下半
分とが互いに鏡像関係にあることが示されている。第１
及び第２の導電性パターン４０及び４２は、それぞれ、
本発明の重要な特徴である特殊形状の導電性領域である
。どんな時でも、これらのパターン４０及び４２は、４
つの励起領域２０，２２，２４及び２６のうちの３つの
部分と重なつている。パターン４０及び４２の形状と第
１の固定板１５の励起領域との作用関係について更に詳
細な点は後述する。第１の導電性パターン４０は、回転
板１８の第２の面３８まで達した孔４６を有している。
第２の導電性パターン４２は、回転板３６の第２の面３
８まで達した孔４８を有している。これらの孔４６及び
４８の機能については、回転板１８の第２の面３８に関
連して後述する。回転板１８の第２の面３８が第２図に
示されている。

この第２の面３８は、同心状の第１の環状導電性領域５
０及び第２の環状導電性領域５２を有している。第１及
び第２の環状導電性領域５０及び５２は、中心軸２８の
まわりに対称である。第１の環状導電性領域５０の面積
は、第２の環状導電性領域５２の面積と同じである。第
１の環状導電性領域５０は、孔４６を貫通した導電路５
７（第３図に示されている）によつて第１の導電性パタ
ーン４０と電気的に接続されている。第２の環状導電性
領域５２は、孔４８を貫通した導電路５９（第３図に示
されている）によつて第２の導電性パターン４２と電気
的に接続されている。回転板１８の第１の環状導電性領
域５０及び第２の環状導電性領域５２は、第２の固定板
１６の第１の環状導電性領域３０及び第２の環状導電性
領域３２とそれぞれ鏡像関係にあり且つそれらと平行に
重なつている。このような平行重合配置により、無接触
容量型ピックアップが形成されている。第３図は、第１
図に例示した角変位変換器の電気的な概略図である。

同じ要素は同じ参照符号で示されている。直角分発振器
５５は、４つの励起領域２０，２２，２４，及び２６に
４つの正弦波励起電圧■１，■２，■３及び■４をそれ
ぞれ印加している。回転板１８が４つの励起領域に対し
て動くとき、第１の導電性パターン４０及び第２の導電
性パターン４２と４つの励起領域との重なり角が変化す
る。従つて、容量性結合の度合が変化することになる。
すなわち、第１の導電性パターン４０及び第２の導電性
パターン４２は、４つの励起領域の各々と可変コンデン
サを形成している。第１の導電性パターン４０は、第１
の合成電圧ＶＲｌを発生する。更に、第１の導電性パタ
ーン４０は、孔４６を貫通している導電路５７によつて
第１の環状導電性領域５０に接続されている。同様に、
第２の導電性パターン４２は、第２の合成電圧ＶＲ２を
発生する。更に、第２の導電性パターン４２は、孔４８
を貫通している導電路５９によつて第２の環状導電性領
域５２に接続されている。回転板１８の第２の面３８の
環状導電性領域５０及び５２は、第２の固定板１６の環
状導電性領域３０及び３２とそれぞれ一緒になつて、２
つの定容量ピックアップを形成する。第１の環状導電性
領域３０は、第１の合成電圧■Ｒ１に比例した第１の出
力信号■Ｒ「を発生する。同様に、第２の環状導電性領
域３２は、第２の合成電圧■Ｒ２に比例した第２の出力
信号■Ｒ２″を発生する。第１の出力信号ＶＲ「は、孔
３１を貫通している導電路６１によつて第１の環状導電
性パターン３０から出力される。第２の出力信号ＶＲ２
″は、孔３３を貫通している導電路６３によつて第２の
導電性パターン３２から出力される。これらの出力信号
ＶＲ「及びＶＲ２″の組み合せたものが変換器１７の差
動出力信号である。この差動出力信号は、代表的には差
動増巾入力段、位相検出器及ひＡ−Ｄ変換器を使用した
通常の電子回路６５へ入力される。この電子回路６５は
、また、位相検出器によつて基準電圧信号として使用さ
れる励起電圧の１つ■４を入力する。本発明の角変位変
換器を使用した積算電力計を遠隔読取りするための装置
が第４図にブロック図で示されている。

直角分発振器５５は、本発明の角変位変換器を使用した
米国特許第３３０９１５汚明細書に示された型の積算電
力計計量装置（レジスタ）６７へ４つの励起電圧Ｖｌ，
■２，■３及び■４を与える。積算電力計は、読み取る
べき５つの目盛計を有しており、従つて、５つの組の出
力導線６９，７０，７１，７２及び７３を有している。
各導線組は、１つの指針の角位置を示す差動出力信号を
通す。導線組６９，７０，７１，７２及び７３は、マル
チプレクサ７５に接続されている。マルチプレクサ７５
は、また、導線７７，７８及び７９からの３ビットコー
ドを入力する。そしてこの３ビットコードは、５つの導
線組６９から７３の差動出力信号の１つを選択するのに
使用される。その選択された差動出力信号は、電子回路
６５へ入力される。電子回路６５は、また、基準信号と
して使用される励起電圧Ｖ４を入力する。ここで注目す
べきことは、第１図及び第２図の角変位変換器及び第４
図の遠隔計器読取り装置の説明は単なる例示のためのも
ので、これに限定されるものてなく、本発明の範囲内で
その他の構成及び遠隔計器読取り装置が考え得る、とい
うことである。

第１図、第２図及び第３図に関して説明した好ましい実
施例の動作を以下に説明する。

第１の固定板１５の各励起領域へ正弦波励起電圧が印加
される。Ｖ１が励起領域２０に加えられ、Ｖ２が励起領
域２２に加えられ、■３が励起領域２４に加えられ、そ
して■４が励起領域２６に加えられる。励起電圧Ｖｌ，
Ｖ２，Ｖ３，及びＶ４の成全ては、同じピーク値を有し
ているが、順次９０度ずつ位相がずれている。印加電圧
■１から■４の間の関係は次のように表わされる。■１
＝■Ｓｌｎ（ωｔ＋β）（１）■
２＝Ｖｓｉｎ（ωｔ＋９００＋β）（２
）ここで、■＝′−是ピニ“多（最大）振幅 ω＝
角周波数ｔ＝時間、及び β＝任意の基準点第１の導電性パターン４０に結合（印加）される電圧は
、第１の導電性パターン４０と４つの励起領域２０，２
２，２４及び２６の各々との間の容量の関数である。

第１の導電性パターン４０と４つの励起領域２０，２２
，２４及び２６の各々との間の容量は、励起領域の各々
と重なる第１の導電性パターン４０の面積の関数てある
。励起領域の各々と重なる第１の導電性パターン４０の
面積は、角変位の関数である。従つて、容量が角変位の
関数であるならば、第１の導電性パターン４０に結合さ
れる電圧は角変位の関数となる。第１の導電性パターン
４０に結合される電圧は次のように表わされる。ここで
、Ｖ『，■２″，Ｖ３″，Ｖ４″＝結合電圧 θ＝
角変位（機械角）Ｃ１（θ），Ｃ２（θ），Ｃ３
（θ），Ｃ４（θ）＝角変位θの関数としての
容量Ｋ＝定数式（１）から（４）を式（５）から（８）へそれぞれ代
人すると、次が得られる。

第１の導電性パターン４０は、結合電圧のベクトル和で
ある第１の合成電圧ＶＲｌを作り出すレゾルバとして働
く。

数学的には、ここで、■Ｒ１＝第１の合成電圧式（９）から（１２）を式（１３）へ代人すると次を得
る。

このベクトル和は、第５図から第１３図を参照すること
によつてより容易に理解てきる。第５図は、４つの励起
電圧■１，■２，■３，■４を例示するベクトル図であ
る。もし第１の導電性パターン４０が４つの励起領域２
０，２２，２４，２６の全面積と重なりあつているなら
ば、これら４つの励起電圧は互いに相殺し合うので、そ
の合成電圧は零である。しかし、第１の導電性パターン
４０は、どんな時点でも４つの励起領域のうちの３つの
領域の一部のみと重なり合うので、４つの励起電圧のう
ちの３つの領域の一部のみがその第１の導電性パターン
４０と結合される。角変位の変化につれて変化するのは
各励起電圧のこの一部の値である。すなわち、角変位の
変化につれてＣ２（θ），Ｃ３（θ）及びＣ４（θ）が
変化する。第６図及び第７図から第１２図、及び第１３
図の４つの組は、結合電圧Ｖ『，Ｖ２″，■３″，Ｖ４
″のベクトル図を示し、且つ回転板が機械角で３６０度
回転するときのその回転数の４つの位置に対応するθの
４つの値の各々に対する第１の合成電圧■Ｒ１を示して
いる。これらのベクトル図かられかるように、回転板の
各位置は、特定の第１の合成電圧を発生する。第１の合
成電圧■Ｒ１は、一定の大きさを有し、且つ、回転板が
機械角て３６０度に亘つて回転するにつれて電気角て３
６０度に亘つて変化する位相角を有している。この直線
関係が第１４図に示されている。第１の合成電圧ＶＲｌ
の位相角を基準信号の位相角と比較することにより、回
転板の角変位θが決定できる。第１の合成電圧ＶＲｌは
、Ｃ１（θ），Ｃ２（０），Ｃ３（θ）及びＣ４（θ）
の間の相対比率が一定に保たれているので、一定のピー
ク値を有する。

これは、第１の導電性パターン４０の面積Ａ１が次の２
つの式を満足するように選ぶことによつて達成される。
ここで、ＤＡｌ＝第１の導電性パターン４０の微
分面積式（１５）及ひ（１６）をｉは、Ｃ１（
θ），Ｃ２、（０），Ｃ３（θ）及びＣ４（θ）の間の
数学的関係が導かれ式（１４）を次のように簡略化する
ことがてきる。

ここで、Ｋ２＝定数式（１７）から、第１の合成電圧■
Ｒ１は正弦波形を有することがわかる。

第１の合成電圧■Ｒ１は、また、一定ピーク値を有し、
且つ、角変位につれて直線的に変化する電気位相角を有
している。好ましい実施例では、第１の導電性パターン
４０の鏡像である第２の導電性パターン４２が使用され
ている。すなわち、第２の導電性パターン４２の面積Ａ
２は、次の２つの式を満足する。第２の導電性パターン
４２は、第１の合成電圧ＶＲｌと大きさ及び位相におい
て等しいが反対極性の第２の合成電圧ＶＲ２を発生する
。回転板１８の第２の面３８は第２の固定板１６ととも
に一定容量のピックアップを与える。

何故ならば、対向板に面した各板の導電性面積が一定て
且つ板間の距離が一定であるからである。第２の固定板
１６は、ＶＲｌに比例した第１の出力信号ＶＲ「、及び
■Ｒ２に比例した第２の出力信号■Ｒ２″を発生する。
これらの出力信号ＶＲ″及びＶＲ２″は、電子回路６５
へ入力される差動出力信号である。電子回路６５への入
力信号として差動出力信号を使用する効果はいくつか挙
けられる。

第１に、その信号の大きさが差動増巾入力段のため倍増
され、従つて、ＳＩＮ比が増大される。第２に、平行す
れ、すなわち、回転板１８が動揺するときに生ずる誤差
が最小となる。何故なら、第１の導電性パターン４０へ
結合される電圧の大きさが減少すると第２の導電性パタ
ーン４２へ結合される電圧の大きさがそれを修正するよ
うに増加し、またその逆の現象が生ずるからである。第
３に、第１の固定板１５と回転板１８との同心すれによ
る誤差が最小となる。何故ならば、回転板１８の第１の
面３６のパターンの一方に結合される電圧の大きさが減
少すると、他方のパターンに結合される電圧の大きさが
それを修正するように増加するからである。要約すると
、こ）に説明した容量型角変位変換器では、第１の固定
板１５と第２の固定板１６との間に回転板１８が同軸状
に取り付けられる。

第１の固定板１５は、異なつた位相角を有する励起電圧
が印加される４つの励起領域を有している。回転板１８
は、２つの導電性パターン４０及び４２を有する第１の
面３６を有している。回転板１８が第１の固定板１５に
対して移動するとき、それらの励起電圧は、導電性パタ
ーン４０及び４２と可変容量的に結合される。導電性パ
ターン４０及び４２は、そこに結合される電圧のベクト
ル和によつて合成電圧を作り出すレゾルバとして作用す
る。回転板１８は、回転板の第１の面３６の導電性パタ
ーンと電気的に接続される環状導電性領域を有した第２
の面３８を有している。回転板１８の第２の面３８及び
第２の固定板１６は、導電性パターン４０及び４２によ
つて発生される合成電圧のための一定容量ピックアップ
を形成している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて構成された容量型角変位変換器
の機械的要素を例示する図、第２図か回転板の第２の面
を例示する図、第３図は本発明に従つて構成された変換
器の電気的概略図、第４図は本発明の変換器を使用した
計器遠隔読取り装置のブロック図、第５図は励起電圧の
ベクトル図、第６図から第１３図は第１の導電性パター
ンに結合される電圧及び回転板が機械角て３６０度に亘
つ・て移動するときのその回転板の４つの別々の位置に
対する結合電圧の合成のベクトル図、そして、第１４図
は機械角と電気角との関係を示すグラフ図、である。１５・・・・・・第１の固定板、１６・・・・・・第２
の固定・板、１７・・・・・容量型角変位変換器、１８
・・・・・・回転板、２０，２２，２４，２６・・・・
・・励起領域、２１・・・・・軸、３０・・・・・・第
１の環状導電性領域、３２・・・・・第２の環状導電性
領域、３６・・・・・・第１の面、３８・・・・・・第
２の面、４０・・・・・・第１の導電性バターノン、４
２・・・・・・第２の導電性パターン、５０・・・・・
・第１の環状導電性領域、５２・・・・・・第２の環状
導電性領域。

Claims

【特許請求の範囲】１軸の角変位につれて直線的に変化する方位角を有し
た差動電気出力信号を発生する容量型角変位変換器にお
いて、電気的に絶縁された複数個の励起領域に分割され
て各励起領域が多くても２つの隣接した励起領域を有す
るようになつている第１の固定板と、前記励起領域に正
弦波励起電圧を印加する手段であつて、各印加電圧の位
相が隣接した励起領域に印加される励起電圧の位相より
一定の所定値だけ異なつているものと、第２の固定板と
、前記第１の固定板と前起第２の固定板との間で同軸上に
取り付けられた前記軸によつて動かされる回転板と、を
備え、前記回転板は、前記第１の固定板の前記励起領域
と平行で可変容量的に結合される第１の面及び前記第２
の固定板と平行で容量的に結合される第２の面を有し、
前記第１の面の半分は第１の導電性パターンを有してい
てこの第１の導電性パターンが前記励起電圧によつて前
記第１の導電性パターンと可変容量的に結合される電圧
のベクトル和である第１の合成電圧を発生し、この第１
の合成電圧は前記第１の固定板に対する前記回転板の変
位とともに直線的に変化する位相角を有しており、前記
第１の面の他の半分は前記第１の導電性パターンの鏡像
である第２の導電性パターンを有していてこの第２の導
電性パターンが前記励起電圧によつて第２の導電性パタ
ーンと可変容量的に結合される電圧のベクトル村である
第２の合成電圧を発生し、前記第２の合成電圧は前記第
１の合成電圧に等しくそれと反対極性であり、前記回転
板の第２の面は２つの環状導電性領域を有しており、こ
れら環状導電性領域の一方は前記第１の導電性パターン
と電気的に接続され、他方は前記第２の導電性パターン
と電気的に接続されており、前記第２の固定板は前記回
転板の前記第２の面の前記２つの環状導電性領域と一定
容量のピックアップを形成する導電性領域を備えており
、かつ前記第１及び第２の合成電圧に応答した差動出力
信号を発生し、この差動出力信号は前記軸の角変位とと
もに直線的に変化する位相角を有している容量型角変位
変換器。２前記第１の固定板は、４つの励起領域に分割されて
いる特許請求の範囲第１項記載の容量型角変位変換器。３前記第２の固定板の導電性領域は、前記回転板の前
記第２の面の２つの環状導電性領域と鏡像関係にある特
許請求の範囲第１項記載の容量型角変位変換器。