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公開番号2025032974
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2024122493
出願日2024-07-29
発明の名称インピーダンス回路部を有する誘導型位置トランスデューサシステム
出願人株式会社ミツトヨ
代理人弁理士法人創光国際特許事務所
主分類G01D 5/20 20060101AFI20250305BHJP(測定;試験)
要約【課題】誘導型位置トランスデューサを提供する。
【解決手段】インピーダンス回路部は、少なくとも第1のインピーダンス回路部130-A1及び第2のインピーダンス回路部130-A1を備える。第1のインピーダンス回路部コ130-A1は、第1のインピーダンス回路部ノードと第2のインピーダンス回路部ノードとの間に結合される。第2のインピーダンス回路部130-A1は、第1のコイル端子と第1のインピーダンス回路部ノードとの間に結合されるか、又は、第1のインピーダンス回路部ノードと第2のインピーダンス回路部ノードとの間に結合されるかのうちの少なくとも一方である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
誘導型位置トランスデューサシステムであって、
第１のコイル端子、第２のコイル端子、及びコイルインピーダンスを有する、第１の感知コイル部を備える、誘導型位置トランスデューサ、及び
前記第１の感知コイル部から第１の感知コイル信号を受信するように構成された感知回路部であって、
前記第１のコイル端子及び前記第２のコイル端子に接続されたインピーダンス回路部であって、
第１のインピーダンス回路部コンポーネントであって、第１のインピーダンス回路部ノードと第２のインピーダンス回路部ノードとの間に結合される、第１のインピーダンス回路部コンポーネント、及び
第２のインピーダンス回路部コンポーネントであって、
前記第１のインピーダンス回路部ノードと前記第２のインピーダンス回路部ノードとの間に結合されるか、又は
前記第１のコイル端子と前記第１のインピーダンス回路部ノードとの間に結合されるかのうちの少なくとも一方である、第２のインピーダンス回路部コンポーネント、
を備える、インピーダンス回路部と、
前記第１のインピーダンス回路部ノード及び前記第２のインピーダンス回路部ノードに接続された入力回路部であって、動作中に入力インピーダンスを有し、前記第１のインピーダンス回路部ノード及び前記第２のインピーダンス回路部ノードにおいて、発振感知信号を受信するように構成された入力回路部と、
を備える、感知回路部、
を備え、
少なくとも前記インピーダンス回路部と前記第１の感知コイル部とを備える合成インピーダンス部分は、動作中に前記入力回路部に提示される合成インピーダンスを有する、誘導型位置トランスデューサシステム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記感知コイル部が、前記第１のコイル端子、前記第２のコイル端子、及び前記コイルインピーダンスを備える、感知コイルを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記感知コイルが、誘導性部分及び抵抗性部分を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記入力回路部の前記入力インピーダンスが、前記第１のインピーダンス回路部ノードと前記第２のインピーダンス回路部ノードとの間に結合された入力回路部コンポーネントのインピーダンスを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記入力回路部コンポーネントが、抵抗器を備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２のインピーダンス回路部コンポーネントが、前記第１のインピーダンス回路部ノードと前記第２のインピーダンス回路部ノードとの間に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記インピーダンス回路部が、前記第１のコイル端子と前記第１のインピーダンス回路部ノードとの間に結合された第３のインピーダンス回路部コンポーネントを更に備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第３のインピーダンス回路部コンポーネントが、キャパシタを備える、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のインピーダンス回路部コンポーネントが、キャパシタ又はインダクタのうちの１つを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１のインピーダンス回路部コンポーネントが、キャパシタを備える、請求項９に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、計測学に関し、より詳細には、誘導型位置トランスデューサシステムに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
誘導型位置トランスデューサシステムは、１つ以上の感知コイル（例えば、代替的に受信コイル又は受信巻線と呼ばれる場合がある）と、感知コイルと磁場発生コイル（例えば、代替的に送信コイルと呼ばれる場合がある）との間の誘導結合を変調する１つ以上の信号変調素子（例えば、スケール素子）との間の相対変位を測定するために利用され得る。様々な従来の誘導型位置トランスデューサシステム（例えば、米国特許第６，００５，３８７号及び同第６，０１１，３８９号に開示されているものなどであって、その各々が、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる）では、比較的低電力の間欠駆動回路を使用して、動作周波数の時変駆動信号を磁場発生コイルに供給する。
【０００３】
非常に正確な測定技術を使用する誘導型位置トランスデューサシステムの例は、米国特許第５，９０１，４５８号に示されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。’４５８特許に記載されているように、誘導型位置トランスデューサシステムは、スケールに沿って移動可能な読取りヘッドを使用するオフセット低減位置トランスデューサを有する。電子機器は、スケール上の読み取りヘッドの位置の正確な測定を提供する。別の一例が米国特許第５，８８６，５１９号に示され、この文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。’５１９特許は、リニア又はロータリーエンコーダ、電子ノギスなどの高精度用途のための絶対誘導型位置トランスデューサシステムを開示している。誘導型位置トランスデューサシステムは、互いに対して移動可能な２つの部材を使用する。第１の部材は、磁場を生成するための少なくとも１つのアクティブ磁場発生コイル（例えば、送信機コイル）と、生成された磁場を受信するための少なくとも１つの感知コイル（例えば、受信機コイル）とを含む。受動的な第２の部材（例えば、スケール部材）は、少なくとも１つの感知コイルに対するそれらの位置に応じて受信磁場を変調する、受動的な信号変調素子を含む。少なくとも１つの磁場発生コイル及び少なくとも１つの感知コイルに結合された電子回路は、少なくとも１つの感知コイルの出力を比較し、２つの部材間の絶対位置を評価し、決定された絶対位置をディスプレイ上に提供する。
【０００４】
そのような誘導型位置トランスデューサシステムは、２つの部材間の位置を決定するために利用されることができるが、いくつかの用途では、感知コイルからの信号のレベル及び／又は処理を改善することが望ましくあり得る。改良された特性を有する誘導型位置トランスデューサシステムが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
この概要は、以下の詳細な説明で更に説明される簡略化された形式で概念の選択を紹介するために提供される。この概要は、特許請求される主題の主要な特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲を決定する際の補助として使用されることも意図されていない。
【０００６】
誘導型位置トランスデューサと感知回路部とを含む誘導型位置トランスデューサシステムが提供される。誘導型位置トランスデューサは、第１のコイル端子と、第２のコイル端子と、コイルインピーダンスとを有する第１の感知コイル部（例えば、第１の感知コイルを有する）を備える。感知回路部は、第１の感知コイル部から第１の感知コイル信号を受信するように構成される。感知回路部は、インピーダンス回路部と、（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の）入力回路部とを備える。
【０００７】
インピーダンス回路部は、第１のコイル端子及び第２のコイル端子に接続されている。インピーダンス回路部は、第１のインピーダンス回路部コンポーネントと第２のインピーダンス回路部コンポーネントとを備える。第１のインピーダンス回路部コンポーネントは、第１のインピーダンス回路部ノードと第２のインピーダンス回路部ノードとの間に結合される。第２のインピーダンス回路部コンポーネントは、第１のインピーダンス回路部ノードと第２のインピーダンス回路部ノードとの間に結合されるか、又は、第１のコイル端子と第１のインピーダンス回路部ノードとの間に結合されるかのうちの少なくとも一方である。
【０００８】
（例えば、ＡＳＩＣの）入力回路部は、第１のインピーダンス回路部ノード及び第２のインピーダンス回路部ノードに接続される。入力回路部は、動作中（例えば、動作周波数が利用される間）に入力インピーダンスを有し、入力回路部は、第１のインピーダンス回路部ノード及び第２のインピーダンス回路部ノードにおいて発振感知信号を受信するように構成される。少なくともインピーダンス回路部と第１の感知コイル部とを備える合成インピーダンス部分は、動作中に（例えば、ＡＳＩＣの）入力回路部に提示される合成インピーダンスを有する。様々な実装形態では、インピーダンス回路部のコンポーネントは、合成インピーダンスが入力回路部の入力インピーダンスにほぼマッチするか、又は少なくともほぼマッチするように選択／構成することができる（例えば、通常は入力回路部の入力インピーダンスに十分にマッチしない感知コイル部自体のインピーダンスと比較して）。
【０００９】
別の一態様によれば、少なくともスケール部材と、第１の磁場発生コイル部と、第１のコイル端子、第２のコイル端子及びコイルインピーダンスを有する少なくとも第１の感知コイル部（例えば、第１の感知コイルを有する）とを備える誘導型位置トランスデューサシステムを動作させる方法が提供される。この方法は、第１の感知コイル部の少なくとも一部を取り囲む変化する磁束を発生させるために、動作周波数の駆動信号を、第１の磁場発生コイル部に供給するステップと、第１の感知コイル部とスケール部材との間の相対位置を示す、第１の感知コイル部からの第１の感知コイル信号を、感知回路部で受信するステップとを含む。感知回路部は、インピーダンス回路部と入力回路部とを備える。様々な実装形態では、方法は、第１のインピーダンス回路部ノード及び第２のインピーダンス回路部ノードにおいて受信された発振感知信号に少なくとも部分的に基づいて、第１の感知コイル部とスケール部材との間の相対位置を（例えば、読取りヘッドとスケール部材との間の相対位置に対応するものとして）決定するステップを更に含むことができる。
【００１０】
別の一態様によれば、感知回路部は、誘導型位置トランスデューサシステムに含まれるように提供される。感知回路部は、インピーダンス回路部と入力回路部とを備える。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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