DE3617335A1

DE3617335A1 - Encoder vom drehkondensator-typ

Info

Publication number: DE3617335A1
Application number: DE19863617335
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Inagi Tokio/Tokyo Arai; Takanori Kawasaki Kanagawa Ohsaki; Kouji Sasaki
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1986-05-23
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE3617335C2; GB8612439D0; GB2176013A; US4843387A; US4879552A; GB2176013B

Abstract

Es wird ein Encoder vom Drehkondensatortyp beschrieben, mit welchem die Länge eines Objekts aufgrund der Verschiebung eines Meßfühlers gemessen werden kann, der in Kontakt mit dem Objekt gebracht wird. Das Ausmaß der Verschiebung des Meßfühlers wird über die Veränderung der elektrostatischen Kapazität zwischen einer Drehscheibe und einer festangeordneten Platte festgestellt, wobei die Drehscheibe an einer Welle, beispielsweise an einer mit einem Gewinde versehenen Welle des Meßfühlers, und die fest angeordnete Platte an einer Grundplatte der Drehscheibe gegenüberliegend angeordnet ist. Zwei fest angeordnete Platten liegen der Drehscheibe gegenüber. Wenigstens eine der Platten ist mit ersten und zweiten Sendeelektroden versehen, die aus einer Vielzahl von mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagten Elektrodenelementen bestehen und diese sind in Umfangsrichtung der Platte unter gleichen Abständen in einer Ringform angeordnet. Die Phasendifferenz zwischen den an die beiden Sendeelektroden angelegten Spannungen beträgt 180°. Ferner ist die Drehscheibe mit ersten und zweiten Empfangselektroden zum Empfang von gleichphasigen Signalen versehen, die von beiden Sendeelektroden elektrostatisch eingekoppelt werden. Jede fest angeordnete Platte ist mit einer Ausgangselektrode versehen, die mit der betreffenden Empfangselektrode elektrostatisch gekoppelt ist, um durch elektrostatische Kopplung ein Signal zu erhalten. Auf diese Weise wird die ...

Description

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Encoder vom Drehkondensator-Typ

iED

Die Erfindung betrifft einen Encoder vom Drehkondensator-Typ und insbesondere eine Verbesserung eines Encoders vom Drehkondensator-Typ, welcher die Drehverschiebung einer Drehscheibe elektrisch feststellt.

Es sind verschiedene Meßanordnungen zum Feststellen einer Verschiebung bekannt, die von einem Encoder Gebrauch machen. Eine solche Verschiebungsmeßanordnung weist eine Sonde auf, die sich auf der Grundplatte der Anordnung bewegt, um in Kontakt mit einem zu messenden Objekt zu gelangen. Sie mißt das Ausmaß der Bewegung der Sonde und zeigt den Wert digital an. Es besteht Bedarf nach einem Encoder vom Drehkondensator-Typ, welcher kleinere Abmessungen aufweist, und leichter ausgebildet ist, um die Tragbarkeit und die Bedienbarkeit zu verbessern. Ein bekannter Encoder vom Drehkondensator-Typ, welcher eine auf einer Welle angeordnete Drehscheibe mit Elektroden auf ihrer Oberfläche und eine fest angeordnete Platte mit einer Sende- und Ausgangselektrode aufweist, hat den Nachteil, daß zwischen der Sende- und der Ausgangselektrode störende Interferenzen der elektrostatischen Kapazitäten auftreten können. Um solche Einflüsse der Interferenzen zu beseitigen und um die Verkleinerung eines Encoders in radialer Richtung der Drehbewegung zu ermöglichen, wurde ein Encoder vorgeschlagen, wie er von dem gleichen Erfinder Kouji Sasaki am 29.10.1984 als japanische Patentanmeldung Nr. 22 87 85-1984 angemeldet wurde.

Λ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Encoder vom Drehkondensator-Typ anzugeben, der eine hohe Meßgenauigkeit aufweist, und der in radialer Richtung kleiner ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Encoder vom Drehkondensator-Typ eine auf der Grundplatte drehbar angeordnete Drehscheibe, die sich in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der

Verschiebung der Sonde dreht, und eine erste und zweite fest angeordnete Platte aufweist, die einander mit der dazwischen liegenden Drehscheibe gegenüberliegen. Wenigstens eine der fest angeordneten Platten ist mit einer ersten Sendeelektrode versehen, die aus einer Vielzahl von unter gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung ringförmig angeordneten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, und an welche Wechselspannungen mit unterschiedlichen Phasen angelegt werden. Eine zweite Sendeelektrode ist auf wenigstens einer der fest angeordneten Platten vorhanden. Sie ist aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen zusammengesetzt, an welche jeweils eine Wechselspannung mit einer 180° Phasenverschiebung bezüglich der an das Elektrodenelement der ersten Sendeelektrode angelegten Spannung angelegt wird, und welche unter gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der fest angeordneten Platte ringförmig angeordnet sind. Die Drehscheibe ist mit ersten und zweiten Empfangselektroden versehen, die den ersten bzw. zweiten Sendeelektroden gegenüberliegen und welche mittels elektrostatischer Kopplung gleichphasige Signale empfangen. Eine Ausgangselektrode ist auf den Oberflächen der beiden fest angeordneten Platten vorhanden, um die Empfangssignale von den ersten und zweiten Empfangselektroden aufzunehmen.

Auf diese Weise ist die Drehverschiebung der Drehscheibe aufgrund des Ausgangssignals der Ausgangselektrode, welches sich in Übereinstimmung mit der Drehung der Drehscheibe ändert, feststellbar.

In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten und zweiten Empfangselektroden konzentrisch jeweils in einem Ring auf der ersten fest angeordneten Platte angeordnet. Die erste Sendeelektrode besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen, an welche Wechselspannungen unterschiedlicher Phase angelegt werden, und die unter gleichen Abständen in Umfangsrichtung etwa innerhalb eines Rings angeordnet sind. Die zweite Sendeelektrode

besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen, die unter gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung etwa in Ringform auf der Innenseite der ersten Sendeelektrode angeordnet sind. Eine Wechselspannung, die zu der an jede der Elektrodenelemente der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung 180° phasenverschoben ist, wird an jede der Elektrodenelemente der zweiten Sendeelektrode angelegt.

Mit anderen Worten besteht die erste bzw. zweite Sendeelektrode aus koaxial und ringförmig angeordneten Elektrodenelementen gleicher Anzahl, und eine Spannung mit einer Phasendifferenz von 180° ist an jede der Elektrodenelemente angelegt, die unter gleichen Winkelpositionen bezüglich des Mittelpunktes angeordnet sind.

Die Drehscheibe ist mit den ersten und zweiten Empfangselektroden zum Empfang der gleichphasigen Signale versehen, so daß sie den erste bzw. zweiten Sendeelektroden gegenüberliegen müssen. Die Drehscheibe ist weiterhin mit einer Koppelelektrode versehen, die der zweiten fest angeordneten Platte gegenüberliegt, und die elektrisch mit den ersten und zweiten Empfangselektroden verbunden ist.

Die zweite fest angeordnete Platte ist mit einer Ausgangselektrode versehen, die der Koppelelektrode gegenüberliegt. Gemäß dieser ersten Ausbildungsform der Erfindung, nach welcher der Encoder eine Zwei-System-Sendeelektrode, bestehend aus den ersten und zweiten Sendeelektroden, aufweist, ist es auf diese Weise möglich, die Drehverschiebung der Drehscheibe mit einer zweimal höheren Genauigkeit festzustellen, als dies mit einem herkömmlichen Encoder derselben Größe, der eine Ein-System-Sendeelektrode aufweist, möglich ist. Die ersten und zweiten Sendeelektroden bestimmen dabei die Erfassungsgenauigkeit. Mit anderen Worten, bei gleicher Genauigkeit wird die Zahl der Elektrodenelemente, welche jede Sendeelektrode bilden, auf die Hälfte derjenigen eines herkömmlichen

Encoders verringert. Somit kann der Encoder selbst in radialer Richtung der Drehbewegung beträchtlich verkleinert werden.

Desweiteren werden bei dieser Ausbildungsform der Erfindung Wechselspannungen mit einer Phasenverschiebung von 180° an jede der Elektrodenelemente angelegt, welche die ersten und zweiten Sendeelektroden bilden, und die ersten und zweiten Empfangselektroden empfangen die gleichphasigen Signale von den ersten und zweiten Sendeelektroden mittels elektrostatischer Kopplung. Das hat zur Folge, daß selbst wenn die fest angeordneten Platten oder die Drehscheibe mit einem Fehler beispielsweise Exzentrizität, Taumelbewegung oder Versatz behaftet sind,so wird der von diesen Faktoren herrührende, in der Messung enthaltene Fehleranteil durch gegenseitige Überlagerung der Ausgänge der ersten und zweiten Empfangselektroden mittels der Koppelelektrode ausgelöscht, wobei ein genaues Meßsignal am Ausgang erhalten wird, unabhängig von dem Vorhandensein oder NichtVorhandensein von derartigen Fehlerquellen.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die ersten und zweiten Sendeelektroden jeweils in Ringform und konzentrisch auf der ersten fest angeordneten Platte angeordnet. In diesem Fall besteht die erste Sendeelektrode aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen, die auf dem äußeren Umfangsbereich auf der Oberfläche der ersten fest angeordneten Platte unter gleichen Abständen in Umfangsrichtung in Ringform angeordnet sind. An jedes der Elektrodenelemente wird eine Wechselspannung mit jeweils unterschiedlichen Phasen angelegt. Die zweite Sendeelektrode besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen, die auf dem inneren Umfangsbereich auf der Oberfläche der ersten fest angeordneten Platte unter gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. An jede der Elektrodenelemente wird eine Wechselspannung angelegt, die um 180° phasenverschoben zu der Wechselspannung ist, die an jedes der Elektrodenelemente

Al

der ersten Sendeelektrode angelegt wird.

Kurz gesagt besteht die erste bzw. zweite Sendeelektrode aus konzentrisch und in Form eines Rings angeordneten Elektrodenelementen gleicher Anzahl und die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen, die an jedes der Elektrodenelemente im Außenbereich und an jedes der Elektrodenelemente im inneren Bereich angelegt wird,beträgt 180°.

Die zweite fest angeordnete Platte ist mit der Ausgangselektrode versehen, die in radialer Richtung ausgedehnt ist, so daß sie sowohl den ersten als auch den zweiten Sendeelektroden aeaenüberliegt.

Die Drehscheibe ist mit einem abgeschirmten Bereich versehen. Nur bestimmte Elektrodenelemente der ersten und zweiten Sendeelektroden, an welche gleichphasige Wechselspannungen angelegt sind, sind der Ausgangselektrode ausgesetzt und die anderen Elektrodenelemente sind durch diesen abgeschirmten Bereich abgeschirmt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste fest angeordnete Platte vorzugsweise mit der ersten Sendeelektrode und mit der zweiten Ausgangselektrode versehen, die über einen Schutzring auf der Innenseite der erste Sendeelektrode angeordnet ist. Die erste Sendeelektrode besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen, an welche phasenverschobene Wechselspannungen angelegt werden, und die unter gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung in einer Ringform angeordnet sind.

Die zweite fest angeordnete Platte ist mit der zweiten Sendeelektrode und der zweiten Ausgangselektrode versehen, die über einen Schutzring auf der Innenseite der zweiten Sendeelektrode angeordnet ist. Die zweite Sendeelektrode besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen, an welche eine Wechselspannung

• ♦ τ A -* « β ϊ

angelegt ist, die zu der an das Elektrodenelement der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung um 180° phasenverschoben ist, und welche unter gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung in einer Ringform angeordnet sind.

Die Drehscheibe ist mit den ersten Empfangselektroden, von welchen jede sich in radialer Richtung in der Weise erstreckt, daß sie sowohl der ersten Sendeelektrode und der ersten Ausgangselektrode gegenüberliegt, und den zweiten Empfangselektroden, von welchen jede sich in radialer Richtung in der Weise erstreckt, daß sie sowohl der zweiten Sendeelektrode und der zweiten Ausgangselektrode gegenüberliegt, versehen.

Diese ersten und zweiten Empfangselektroden liegen vorgegebenen Elektroden gegenüber, insbesondere an welche gleichphasige Wechselspannungen angelegt werden.

Gemäß dieser Ausbildungsform der Erfindung wird die aus den ersten und zweiten Sendeelektroden bestehende Zwei-System-Sendeelektrode als diejenige Sendeelektrode gebraucht, welche die Genauigkeit bestimmt, und diese zwei Sendeelektroden sind auf der ersten bzw. zweiten fest angeordneten Platte getrennt voneinander vorhanden. Daher kann die Drehverschiebung der Drehscheibe mit einer zweimal größeren Genauigkeit festgestellt werden, als mit einem herkömmlichen, gleich großen Encoder, der eine Ein-System-Sendeelektrode hat. Anders ausgedrücktes wird die Anzahl der jede Sendeelektrode bildenden Elektrodenelemente bei gleicher Erfassungsgenauigkeit auf die Hälfte derjenigen Anzahl vermindert, die bei einem herkömmlichen Encoder erforderlich ist. Folglich kann der Encoder selbst in radialer Richtung beträchtlich verkleinert werden.

Als Folge davon wird zwar die Dicke des Encoders in radialer Richtung der Welle im Vergleich zur Dicke eines herkömmlichen Encoders ν er-

größert, da die zweite fest angeordnete Platte bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Da jedoch der Abstand zwischen der Drehscheibe und der zweiten fest angeordneten Platte im allgemeinen sehr klein ist, und etwa im Bereich von 1/10 mm liegt, kann der vom zusätzlichen Anbringen der zweiten fest angeordneten Platte herrührende Dickenzuwachs in axialer Richtung nahezu vernachlässigt werden.

Bei dieser Ausbildungsform der Erfindung ist die Phase zwischen der Spannung, die an jede der ersten Sendeelektroden angelegt wird und derjenigen Spannung, die an jede der zweiten Sendeelektroden angelegt wird, um 180° verschieden, und die ersten bzw. zweiten Empfangselektroden erhalten die zugehörigen gleichphasigen Spannungssignale durch elektrostatische Kopplung. Das hat zur Folge, daß selbst wenn Fehlerquellen, wie beispielsweise Exzentrizität, Taumelbewegungen oder Versatz zwischen den ersten und zweiten fest angeordneten Platten und der Drehscheibe auftreten, so werden von diesen Faktoren herrührende Fehleranteile im Meßergebnis gegenseitig ausgelöscht, indem die Ausgänge der ersten und zweiten Empfangselektroden, die von den ersten und zweiten Ausgangselektroden stammen, zusammengefaßt und überlagert werden. Somit wird eine genaue Messung unabhängig vom Vorhandensein oder NichtVorhandensein einer derartigen Fehlerquelle ermöglicht.

Im folgenden werden der Stand der Technik und die Erfindung beispielhaft anhand von Figuren weiter beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ansicht einer ersten Ausbildung eines Encoders vom Drehkondensator-Typ;

Fig. 2 erläutert die Anordnung der Elektroden des Encoders gemäß Fig. 1;

Fig. 3 veranschaulicht eine Meßanordnung, welche

von dem Encoder gemäß Fig. 1 Gebrauch macht;

Fig. 4 zeigt schematisch eine zweite Ausbildung eines Encoders vom Drehkondensator-Typ;

Fig. 5 veranschaulicht die Elektrodenanordnung des Encoders gemäß Fig. 4;

Fig. 6 zeigt eine Ansicht einer dritten Ausbildung eines Encoders vom Drehkondensator-Typ;

Fig. 7 veranschaulicht die Anordnung der Elektroden des Encoders gemäß Fig. 6;

Fig. 8 und

Fig. 9 zeigen jeweils eine Ansicht eines Encoders nach dem Stand der Technik, und

Fig. 10 und

Fig. 11 zeigen jeweils eine Ansicht eines weiteren Encoders nach dem Stand der Technik.

λ/ Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, wird zunächst auf die Figuren 8 und 9 Bezug genommen, welche ein Beispiel eines herkömmlichen Encoders vom Drehkondensator-Typ zeigen.

Dieser Encoder weist eine Drehscheibe 10, welche über eine Welle 10a auf einer Grundplatte (nicht dargestellt) drehbar angeordnet ist,und eine fest angeordnete Platte 12 auf, welche in der Weise an der Grundplatte angeordnet ist, daß sie der Drehscheibe 10 gegenüberliegt. Die Welle 10a dreht sich in Übereinstimmung mit der Bewegung einer Sonde. Der Encoder ermittelt die Drehverschiebung der Drehscheibe 10 in bezug auf

- XT -

die fest angeordnete Scheibe 12.

Zu diesem Zweck ist die fest angeordnete Platte 12 mit einer Vielzahl von Elektrodenelementen 14a versehen, die ringförmig mit gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung auf ihrer Oberfläche angeordnet sind. Diese Elektrodenelemente 14a bilden eine Sendeelektrode 14. An jede der Elektrodenelemente 14a wird eine Wechselspannung mit einer Sinus- oder Rechteckwellenform angelegt, die eine vorbestimmte Phasendifferenz aufweist, in dem hier vorliegenden Beispiel 45°, und die von einer Spannungsversorgung 16 stammt. In dem hier vorliegenden Beispiel werden Wechselspannungen mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 45° an die betreffenden Elektrodenelemente angelegt, wobei mehrere Elektrodengruppen 100 gebildet werden, die jeweils aus acht Phasen-Elektrodenelementen 14a bestehen.

Auf der Oberfläche der Drehscheibe 10 sind Empfangs elektroden 18 derselben Anzahl wie bei den Elektrodeneinheiten 100 in der Weise angeordnet, daß jede Empfangselektrode 18 einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen 14a gegenüberliegt, die in jeder Elektrodeneinheit 100 enthalten sind.

Bei dem in der Figur 9 dargestellten Encoder ist die Empfangselektrode 18 in Umfangsrichtung ausgedehnt angeordnet, so daß sie einer Gruppe von vier nebeneinander liegenden Elektrodenelementen gegenüberliegt, nämlich den vier Elektrodenelementen 14a, an welche die Referenzspannung V., die Spannungen V_, V-, und V. angelegt sind, die um 45°, 90° bzw. 135° phasenverschoben bezüglich der Referenzspannung V₁ sind.

Eine Masseelektrode 20 ist zwischen jeweils zwei nebeneinander liegenden Empfangselektroden 18 auf der Oberfläche der Drehscheibe 10 angeordnet, um den störenden Einfluß der Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten von den Empfangselektroden 18

und ähnlichem auszuschalten.

Bei einem Encoder mit dem oben beschriebenen Aufbau löst eine Drehung der Drehscheibe 10 eine Relativbewegung der Sendeelektrode 14 und der Empfangselektroden 18 aus, wobei bekanntlich ein entsprechend der Drehverschiebung der Drehscheibe 10 periodisch wechselndes elektrostatisches Kapazitätssignal V» von den Empfangselektroden 18 demoduliert wird.

Um die von den Empfangselektroden 18 auf der Drehscheibe 10 erhaltenen Spannungen V_Q auf die Seite der Basisplatte zu bringen, ist eine ringartige Ausgangselektrode 22 auf der Innenseite der Sendeelektrode 14 auf der Oberfläche der fest angeordneten Platte 12 vorhanden. Die Empfangselektrode 18 erstreckt sich in radialer Richtung,so daß sie sowohl der Sendeelektrode 14 und der Ausgangselektrode 22 gegenüberliegt.

Dieser Encoder mit dem oben beschriebenen Aufbau ermöglichtes, daß das von den Empfangselementen 18 erhaltene Kapazitätssignal V_n durch elektrostatische Kopplung an die Seite der Basisplatte ausgegeben wird, ohne daß die Notwendigkeit für einen mechanischen Kontakt zwischen der Drehscheibe 10 und der fest angeordneten Platte 12 besteht. Dieser Encoder ermöglicht auch eine genaue Messung der Drehverschiebung der Drehscheibe 10.

Der herkömmliche Encoder vom Drehkondensator-Typ ist jedoch hinsichtlich seines Aufbaus deshalb nachteilig, da durch das Vorhandensein nur einer Sendeelektrode 12 und einer Ausgangselektrode 22, die in einer Ringform auf einer fest angeordneten Platte 12 angeordnet sind, die Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß die fest angeordnete Platte 12 verkleinert wird, wenn man die hohe Meßgenauigkeit und Auflösung erhalten will. Daraus folgt, daß es nicht möglich ist, den Encoder hinsichtlich der Ausdehnung der fest angeordneten Platte 12 zu verkleinern.

Wenn sowohl die Sendeelektrode 14 und die Ausgangselektrode 22 auf einer fest angeordneten Platte in dieser Art angeordnet sind, ist es wahrscheinlich, daß zwischen den beiden Elektroden 14 und 22 ein störender Interferenzeinfluß der elektrostatischen Kapazitäten erzeugt wird. Um diese Probleme zu unterdrücken ist es notwendig, die Sendeelektrode 14 und die Ausgangselektrode 22 mit einem großen Zwischenraum anzuordnen und dazwischen die ringartige Masseelektrode 24 zu setzen. Deshalb ist es für einen herkömmlichen Encoder unvermeidlich, daß die großformatige fest angeordnete Platte 12 mit einer komplizierten Elektrodenanordnung auf der Oberfläche vorhanden ist. Diese großformatige Platte 12 stellt ein Hindernis für die Miniaturisierung des Encoders in radialer Richtung dar.

Ein Encoder vom Drehkondensator-Typ, wie er in der eingangs zitierten japanischen Patentanmeldung offenbart ist, ist in Figur 10 und 11 gezeigt. Gleiche Teile wie in Figur 8 und 9 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß auf eine eigene Erläuterung verzichtet wird.

Dieser Encoder weist eine Drehscheibe 10, die drehbar über die Welle 10a auf der Basisplatte angeordnet ist, eine erste fest angeordnete Platte 30 und eine zweite fest angeordnete Platte 32 auf .

Figur 11 zeigt die Oberflächenstruktur sowohl der ersten fest angeordneten Platte 30, der Drehscheibe 10 als auch der zweiten fest angeordneten Platte 32. In Figur 11 wird die Oberfläche der Drehscheibe 10 in Explosionsdarstellung gezeigt, wobei die der ersten fest angeordneten Platte 30 gegenüberliegende Oberfläche von der der zweiten fest angeordneten Platte 32 gegenüberliegenden Oberfläche getrennt ist.

/g 361733S

Auf den Oberflächen der ersten fest angeordneten Platte 30 und der Drehscheibe 10 sind die Sendeelektrode 14, die Empfangselektroden 18 und die Masseelektroden 20 ausgebildet.

Auf der Oberfläche der Drehscheibe 10 ist eine Koppelelektrode 34 vorhanden, welche zu der zweiten fest angeordneten Platte 32hin gerichtet ist und welche elektrisch mit jeder der Empfangselektroden 18 verbunden ist, um die von den Empfangselektroden

erhaltene Spannung V₀ auf die Seite der Basisplatte zu bringen. Die Koppelelektrode 34 ist auf der Drehscheibe 10 in Umfangsrichtung ringartig ausgebildet.

Die ringartige Ausgangselektrode 22 ist auf der Oberfläche der zweiten fest angeordneten Platte 32 in der Weise angeordnet, daß sie der Koppelelektrode 34 gegenüberliegt, wobei die Ausgangselektrode 22 das durch elektrostatische Kopplung der Ausgangselektrode 22 und der Koppelelektrode 34 an den Empfangselektroden 18 induzierte elektrostatische Kapazitätssignal V_ ausgibt.

In-dem das von der Ausgangselektrode 22 ausgegebene Signal V~ mit der in einem Erfassungsschaltkreis 39 vorgegebenen Referenzspannung V. verglichen wird, wird die Drehverschiebung der Drehscheibe 10 aufgrund der Phasendifferenz 0 ermittelt.

In dem im vorhergehenden beschriebenen Encoder sind die Sendeelektrode 14, die Empfangselektroden 18, die Koppelelektrode und die Ausgangselektrode 22 auf den Oberflächen der ersten fest angeordneten Platte 30 der Drehscheibe 10 bzw. der zweiten fest angeordneten Platte 32 angeordnet. Folglich ist jede auf den Oberflächen der fest angeordneten Platten 30, 32 und der Drehscheibe 10 ausgebildeten Elektroden frei von Interferenz der elektrostatischen Kapazitäten von jeweils anderen Elektroden. Auf diese Weise können die Elektroden 14, 18, 34 und 22 kleiner

gemacht werden, bis zu dem Grad, daß die Erfassungsgenauigkeit noch aufrechterhalten wird.

Da insbesondere die Interferenz der statischen Kapazitäten der Sendeelektrode 14 und der Ausgangselektrode 20 in diesem Encoder im Unterschied zu dem in den Figuren 8 und 9 beschriebenen bekannten Encoder vernachlässigbar ist, kann der Radius der Sendeelektrode 14 viel kleiner gemacht werden, als in dem anderen bekannten Encoder, um dieselbe Erfassungsgenauigkeit zu erhalten. Diese Tatsache ermöglicht es, den Encoder in der radialen Richtung zu verkleinern.

Da dieser Encoder mit der zweiten fest angeordneten Platte 32 versehen ist, wird als Nebeneffekt die Dicke des Encoders in Richtung der Welle 10a im Vergleich zu dem anderen bekannten Encoder vergrößert. Da jedoch der Abstand jeweils zwischen der Drehscheibe 10 und den beiden fest angeordneten Platten 30 und 32 in der Größenordnung von 1/10 mm liegt, ist die zusätzliche Dicke in axialer Richtung, die durch den Zusatz der zweiten fest angeordneten Platte 32 entsteht, nahezu vernachlässigbar.

Um die Erfassungsauflösung eines derartigen Encoders vom Drehkondensator-Typ zu verbessern, ist es notwendig,die Anzahl der die Sendeelektrode 14 bildenden Elektrodenelemente 14a zu vergrößern, wobei die Fläche und die Abstände zwischen jedem Elektrodenelement 14a auf einem geeigneten Wert gehalten werden.

Deshalb erfordert die Vergrößerung der Erfassungsauflösung in einem herkömmlichen Encoder, bei welchem die Sendeelektrode 14 aus auf einem Ring angeordneten Elektrodenelementen 14a besteht, eine Radiusvergrößerung der Sendeelektrode 14. Mit anderen Worten, der herkömmliche Encoder kann nicht gleichzeitig die Forderung nach einer Verkleinerung des Encoders in

radialer Richtung und die Forderung nach einer Verbesserung der Auflösung erfüllen. Außerdem ist es bei Encodern vom Drehkondensator-Typ schwierig, die Drehscheibe 10 und die erste und zweite fest angeordnete Platte 30, 32 zu erzeugen, ohne daß Exzentrizität, Taumelbewegungen, Versatz oder ähnliches auftritt, was der Grund für Meßfehler sein kann.

Bei der folgenden Figurenbeschreibung sind wieder gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 8 bis 11 versehen, so daß hier wiederum auf deren Erläuterung verzichtet werden kann.

In den Figuren 1 und 2 ist eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Encoders vom Drehkondensator-Typ gezeigt. Das besondere an der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein Encoder vom Drehkondensator-Typ verkleinert wird und daß die Erfassungsgenauigkeit verbessert wird, in-dem die Anordnung der Elektroden auf der Drehscheibe 10 und der ersten und zweiten fest angeordneten Platte 30 und 32 verbessert wird.

Zu diesem Zweck sind eine erste Sendeelektrode 14A und eine zweite Sendeelektrode 14B konzentrisch und auf einem Ring auf der Oberfläche der ersten fest angeordneten Platte 30 eines Encoders gemäß dem ersten Beispiel angeordnet. Die erste Sendeelektrode 14A wird durch eine Vielzahl von Elektrodenelementen 14a gebildet, die in einem Ring auf der äußeren Umfangsseite auf der Oberfläche der ersten fest angeordneten Platte 30 in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die zweite Sendeelektrode 14B wird von Elektrodenelementen 14b derselben Anzahl, wie sie die ersten Sendeelektrode 14A aufweist, gebildet, die in einer Ringform auf der inneren Umfangsseite der ersten fest angeordneten Platte 30 in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind.

In diesem Ausführungsbeispiel bestehen diese ersten und zweiten Sendeelektroden 14A und 14B aus 16 Elektrodenelementen 14a bzw. 14b und jede der auf der äußeren Umfangsseite liegenden Elektrodenelemente 14a und der auf der inneren Umfangsseite liegenden Elektrodenelemente 14b sind in der Weise befestigt, daß sie bezüglich des Mittelpunkts der fest angeordneten Platte 30 axial zueinander ausgerichtet sind.

Eine Wechselspannung mit einer Sinuswelle oder einer Rechteckwelle, die in dem hier vorliegenden Beispiel eine vorgegebene Phasendifferenz von 45° hat, wird an jede der Elektrodenelemente 14a der ersten Sendeelektrode 14A über eine Spannungsversorgungsschaltung 16 angelegt und zwei Elektrodeneinheiten, von welchen jede aus acht Phasen-Elektrodenelementen von 0 bis 315° besteht, werden gebildet.

Ferner wird eine Wechselspannung mit einer Sinuswelle oder einer Rechteckwelle und einer 180° Phasenverschiebung bezüglich der Wechselspannung, die an jede der Elektrodenelemente 14a angelegt ist, an die Elektrodenelemente 14b der zweiten Sendeelektrode 14B über den Spannungsversorgungsschaltkreis 16 angelegt, und auf ähnliche Weise zwei Elektrodeneinheiten gebildet, die jeweils aus acht Phasen-Elektrodenelementen von 0 bis 315° bestehen.

Folglich werden wie in Fig. 2 gezeigt, Wechselspannungen mit Phasendifferenzen von 0°, 45°, 90°... nacheinander an die erste Sendeelektrode 14A mit dem Elektrodenelement 14a gelegt, welches auf einer durch den Mittelpunkt gehenden Linie A als Ausgangspunkt liegt, während Wechselspannungen mit Phasendifferenzen von 0°, 45°, 90°,... nacheinander an die zweite Sendeelektrode 14B gelegt werden . Dabei beginnt man beim Elektrodenelement 14b, welches auf einer durch den Mittelpunkt gehenden Linie B liegt, der bezüglich der Linie A unter einem 180° (elektrisch) Phasenwinkel angeordnet ist.

- rr -

Auf der äußeren Umfangsseite der Oberfläche der Drehscheibe 10 sind Empfangselektroden 18A in derselben Anzahl wie die Elektrodeneinheiten auf der ersten Sendeelektrode 14A, nämlich zwei,angeordnet. Diese beiden Empfangselektroden 18A sind bezüglich des Mittelpunktes der Rotationsbewegung paarweise genau gegenüberliegend angeordnet und liegen ferner vier aufeinanderfolgenden, in der ersten Sendeelektrode 14A enthaltenen Elektrodenelementen 14a gegenüber.

Auf der inneren Umfangsseite der Oberfläche der Drehscheibe 10 sind Empfangselektroden 18B mit derselben Anzahl wie die Elektrodeneinheiten der zweiten Sendeelektrode 14B, nämlich zwei, vorhanden. Diese beiden Empfangselektroden 18B liegen bezüglich des Mittelpunktes der Drehbewegung paarweise genau gegenüber und sind ferner vier aufeinanderfolgenden,in der zweiten Sendeelektrode 14B enthaltenen Elektrodenelementen 14b gegenüberliegend angeordnet.

Die ersten und zweiten Empfangselektroden 18A und 1 8B nehmen Lagen ein, die unter einem 90° (mechanisch) Phasenabstand bezüglich des Mittelpunktes der Drehbewegung voneinander entfernt sind. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, gleichphasige Signale von beiden Empfangselektroden 18A und 18B zu erhalten. Wenn beispielsweise die erste Empfangselektrode 18A vier Elektrodenelementen 14a gegenüberliegt, an welche Wechselspannungen mit Phasen zwischen 0° und 135° angelegt sind, liegt die zweite Empfangselektrode 18B in ähnlicher Weise den vier aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen 14B der zweiten Sendeelektrode 14B gegenüber, an welche Wechselspannungen mit Phasen zwischen 0° und 135° angelegt werden, wobei gleichphasige Signale von den Empfangselektroden 18A und 18B ausgegeben werden.

Die Masseelektrode 20 ist in allen Zwischenräumen zwischen den Elektroden 18 auf der Oberfläche der Drehscheibe 10 ausgebildet,

- V6~-

so daß störender Interferenzeinfluß der elektrostatischen Kapazitäten von jeder der Empfangselektroden 18 oder anderen verhindert wird.

Auf diese Weise werden die der Auslenkung der Drehscheibe 10 entsprechenden Spannungen V_Q durch die ersten und zweiten Empfangselektroden 18A und 18B induziert.

Die Koppelelektrode 34 ist auf der Oberfläche der Drehscheibe 10 angeordnet und auf die zweite fest angeordnete Platte 32 gerichtet. Sie ist elektrisch mit den ersten und zweiten Empfangselektroden 18A und 18B verbunden, um die von den ersten und zweiten Empfangselektroden 18A und 18B erhaltenen, gleichphasigen Spannungen V_Q zu erhalten.

Die Ausgangselektrode 22 ist auf der Oberfläche der zweiten fest angeordneten Platte 32 in der Weise angeordnet, daß sie der Koppelelektrode 34 gegenüberliegt. Die Ausgangselektrode 22 ist elektrostatisch mit der Koppelelektrode 34 gekoppelt, so daß sie auf diese Weise das von den ersten und zweiten Empfangselektroden 1 8A und 1 8B induzierte Signal ausgibt .

Das von der Ausgangselektrode 22 abgegebene Erfassungssignal V_n wird mit der Referenzspannung V. in dem Erfassungsschaltkreis 39 verglichen, wobei die Drehverschiebung der Drehscheibe 10 aufgrund der Phasendifferenz 0 festgestellt wird.

Wie oben bereits beschrieben wurde, sind gemäß dieser Ausbildungsform zwei Gruppen von Sendeelektroden , nämlich die ersten und zweiten Sendeelektroden 14A und 14B auf der fest angeordneten Platte 30 vorhanden und die mit der Drehverschiebung der Drehscheibe 10 übereinstimmenden Signale V_n werden über die ersten bzw. zweiten Empfangselektroden 18A und 18B auf der Drehscheibe 10 erhalten. Die Signale V_Q der zwei Empfangselektroden

18a und 18B kommen von der Ausgangselektrode 22 auf der zweiten festangeordneten Platte 32 über die elektrostatische Kopplung der Koppelelektrode 34 und der Ausgangselektrode 22, wobei die Drehverschiebung der Drehscheibe 10 festgestellt wird.

Auf diese Weise kann gemäß dieser Ausbildungsform der Erfindung die Drehverschiebung der Drehscheibe 10 mit einer Auflösung festgestellt werden, die zweimal höher ist, als diejenige eines Ein-System-Encoders, der eine Sendeelektrode 14 und eine Empfangselektrode 18 hat. Dies beruht darauf, daß die der Drehverschiebung der Drehscheibe 10 entsprechenden Signale V₀ durch Zwei-System-Sendeelektroden und Empfangselektroden 14A und 14B und 18A, 18B erzeugt, und die Drehverschiebung der Drehscheibe 10 aufgrund des von den Zwei-System-Elektroden erzeugten SignalsV^festgestellt wird.

Um daher dieselbe Genauigkeit wie ein in den Figuren 10 und 11 dargestellter Encoder zu erreichen, der nur eine aus 32 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehende Sendeelektrode 14 aufweist, erfordert ein Encoder gemäß dieser Ausbildungsform nur die erste Sendeelektrode 14A und die zweite Sendeelektrode 14B, die aus 16 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehen. In diesem Fall sind die Durchmesser der aus 16 in einem Ring angeordneten Elektrodenelemente bestehenden ersten und zweiten Sendeelektroden 14A und 14B im Vergleich mit dem Durchmesser der aus 32 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehenden Sendeelektrode 14 stark verkleinert. Als Folge kann bei gleichbleibender Genauigkeit, nämlich der Auflösung, im Vergleich zu einem herkömmlichen Encoder die Größe des Encoders in seiner

- 3-θ- -

Breite, nämlich in radialer Richtung der Drehscheibe 10, beträchtlich verkleinert werden, wobei der Encoder selbst in
einer miniaturisierten Ausführungsform hergestellt werden
kann.

Zusätzlich ist es gemäß dieser Ausführungsform möglich, die
Drehverschiebung der Drehscheibe 10 genauestens festzustellen, ohne daß eine Beeinflussung durch Exzentrizität, Taumelbewegungen oder Versatz auftritt, die zwischen den festangeordneten Platten 30, 32 und der Drehscheibe 10 vorhanden sein könnten. Der Grund dafür ist in dem Zwei-System Sendeelektroden 14A, 14B mit unterschiedlichen Phasen und Zwei-System Empfangselektroden 18A, 18ß zu sehen, die auf der ersten festangeordneten Platte 30 bzw. der Drehscheibe 1 0 angeordnet sind. Im folgenden wird ein Anwendungsbeispiel beschrieben. Eine Meßvorrichtung zum Messen des Innendurchmessers eines Werkstückes, welche von einem erfindungsgemäßen Encoder des Drehkondensatortyps Gebrauch macht, ist in Figur 3 dargestellt.

Eine Meßvorrichtung in dem hier gezeigten Beispiel weist einen Meßfühler 42 zur Messung des Innendurchmessers auf, welcher am vorderen Ende eines Gehäusekörpers 40 angebracht ist, und welcher sich in radialer Richtung hin und her bewegt, wie von dem Pfeil Y angezeigt wird. Die Meßvorrichtung weist ferner eine
Spindel 46 auf, die in dem Gehäusekörper 40 untergebracht ist, die in axialer Richtung entsprechend dem Pfeil Z hin und her
bewegt werden kann, und die in Kontakt mit der Innenseite des Meßfühler 42 an dessen vorderem Ende 44 gelangt.

Bei diesem Beispiel sind drei Meßfühler 42 im Bereich des vorderen Endes des Gehäusekörpers 40 unter Winkelabständen von 120° angeordnet.

Jeder der Meßfühler 42 wird von einer Blattfeder 48 nach innen gedrückt, um in Eingriff mit der Spindel 46 in ihrem vorderen Bereich 44 zu sein. Der vordere Bereich 44 der Spindel 46 ist konisch ausgeformt und die innenseitige Oberfläche der betreffenden Meßfühler 42 ist beispielsweise durch Fräsen so ausgeformt, daß sie der konischen Form des vorderen Endes 44 angepaßt ist und entlang der konischen Form mit dieser in Eingriff steht. In der beispielhaft dargestellten Meßvorrichtung wird ein mit der Spindel 46 verbundener rohrförrniger Ring 50 in Drehung versetzt, so daß die Spindel 46 entsprechend Pfeil Z in

Achsrichtung vorwärts und rückwärts bewegt werden kann, um ihr vorderes Ende 44 in die Lage zu versetzen, die Meßfühler 42 in radialer Richtung vorwärts und rückwärts zu bewegen. Deshalb kann der Innendurchmesser des Werkstückes als der Betrag der Verschiebung der Spindel 46 in die Z-Richtung dadurch ermittelt werden, daß man den Zustand feststellt, in welchem die drei am vorderen Ende des Gehäusekörpers 40 angebrachten Meßfühler 42 an drei Stellen in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Werksstückes gebracht sind. In der hier beispielhaft wiedergegebenen Meßvorrichtung wird die Verschiebung der Spindel 46 durch den erfindungsgemäßen Encoder festgestellt₍und die dem festgestellten Betrag der Verstellung entsprechenden elektrischen Impulse werden einem Zählerschaltkreis zugeführt. Der Zählerschaltkreis zählt die vom Encoder ausgegebenen elektrischen Impulse und gibt den Zählwert an einer seitlich am Gehäusekörper 40 angebrachten digitalen Anzeige in digitaler Darstellung an. Der in dem wiedergegebenen Gerät verwendete Encoder enthält die erste und die zweite festangeordnete Scheibe 30 und 32, welche am Gehäusekörper 40 befestigt sind, und die Drehscheibe 10, welche zwischen der ersten und zweiten festangeordneten Scheibe 30 und 32 vorgesehen ist, um sich entsprechend der Drehung der Spindel 46 zu drehen.

Die erste und zweite festangeordnete Scheibe sind im wesentlichen ringröhrenförmig ausgebildet und mit der Basis 52 des Gehäusekörpers 40 verbunden, wobei die Spindel 46 durch Durchbrüche 30a und 30b im Mittelpunkt der festangeordneten Platten 30 und 32 geführt ist, damit sie eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung ausführen kann.

Die Drehscheibe 10 ist ebenso im wesentlichen ringröhrenförmig ausgebildet. Sie ist in der Weise auf einem drehbeweglich um die Spindel 46 herum angeordneten Drehzylinder 54 angebracht, so daß sie den ersten und zweiten festangeordneten Platten 30 und 32 gegenüberliegt.

Am inneren Umfang des Drehzylinders 54 ist ein Stift 56 zum Eingriff in eine keilförmige Nut 58 vorgesehen, welche auf dem Außenumfang der Spindel 46 in Achsrichtung vorhanden ist.

Der Drehzylinder 54 weist auch ein Radial-Längsdrucklager 60 auf, um eine Verschiebung des Drehzylinders 54 in Achsrichtung der Spindel zu verhindern.

Wenn der Ring 50 gedreht wird, um die Spindel 46 zu drehen und in Achsrichtung gemäß Pfeil Z in Figur 3 vorwärts und rückwärts zu bewegen, so wird der Drehzylinder 54 aufgrund des Eingriffs des Stiftes 56 mit der Nut 58 ohne Verschiebung gedreht und die Drehscheibe 10 wird in Übereinstimmung mit dem Betrag der Verstellung der Spindel 46 in eine Drehbewegung versetzt, während die lichte Weite zwischen ihr und den ersten und zweiten festangeordneten Platten 30 und 32 beibehalten wird .

Folglich kann gemäß der dargestellten Meßanordnung der Betrag der Verstellung des Meßfühlers 42 in seine radiale Richtung

gemäß Pfeil Y genau als der Betrag der Drehverschiebung bzw. Verdrehung der Drehscheibe 10 durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Encoders ermittelt werden . Auf diese Weise ermöglicht er die genaue Messung von verschiedenen Innendurchmessern des Werkstückes.

Obwohl in dem oben beschriebenen Beispiel der erfindungsgemäße Encoder bei einer Meßvorrichtung zum Messen des Innendurchmessers eines Werkstückes angewendet ist, so ist dennoch ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist, sondern auch bei anderen Meßvorrichtungen, wie beispielsweise einem Mikrometer, einer Feinmeßvorrichtung, oder einer Mikromeßvorrichtung angewendet werden kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Encoders vom Drehkondensator-Typ ist in den Figuren 4 und 5 gezeigt.

Dabei sind eine erste Sendeelektrode 214A und eine zweite Sendeelektrode 214B konzentrisch und in einem Ring auf der Oberfläche einer ersten fest angeordneten Platte 230 angeordnet. Die erste Sendeelektrode 214A besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenelementen 214a, die in einem Ring auf der äußeren Umfangsseite auf der Oberfläche einer ersten fest angeordneten Platte 230 unter gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Eine zweite Sendeelektrode 214B besteht aus Elektrodenelementen 214b, die in einem Ring auf der inneren Umfangsseite auf der Oberfläche der ersten fest angeordneten Platte 230 unter gleichmäßigen Umständen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Ihre Anzahl entspricht derjenigen der ersten Sendeelektrode 214A.

In diesem Ausführungsbeispiel bestehen die ersten und zweiten Sendeelektroden 21 4A und 21 4B aus 216 Elektrodenelementen 214a bzw. 214b, und jedes der auf dem äußeren Umfangsbereich angeordneten Elektrodenelemente 214a und der auf dem inneren Umfangsbereich angeordneten Elektrodenelemente 214b ist in der Weise befestigt, daß sie in ihrer Längsrichtung bezüglich des Mittelpunktes der festangeordneten Platte 230 axial zueinander ausgerichtet sind.

Eine Wechselspannung mit einer Sinus- oder Rechteckform mit einer vorgegebenen Phasendifferenz, die hier beispielsweise 45° beträgt, wird an jedes der Elektrodenelemente 214a der ersten Sendeelektrode 214A über eine Spannungsversorgungseinheit 216 angelegt. Es werden zwei Elektrodeneinheiten gebildet, wobei jede Einheit aus Acht-Phasenelektrodenelementen von 0° bis 315° besteht.

Ferner wird eine Wechselspannung mit einer Sinus- oder Rechteck-Wellenform mit einer 180° Phasenverschiebung bezüglich derjenigen Wechselspannung, die an jedes der Elektrodenelemente 214a angelegt ist, an jedes der Elektrodenelemente 214b der zweiten Sendeelektrode 214ß über eine Spannungsversorgungseinheit 216 angelegt. Auf ähnliche Weise werden zwei Elektrodeneinheiten gebildet, wobei jede Einheit aus Acht-Phasenelektrodenelementen von 0° bis 315° besteht.

Demgemäß werden, wie in Figur 5 gezeigt, Wechselspannungen mit Phasenverschiebungen von 0°, 45°, 90°, ... nacheinander an die erste Sendeelektrode 214A und zuerst an das Elektrodenelement 214 a angelegt, welches an der zum Mittelpunkt führenden Linie A als Anfangspunkt angeordnet ist, während Wechselspannungen mit Phasenverschiebung von"0°, 45°, 90°,... nacheinander an die

zweite Sendeelektrode 214B angelegt wird, wobei bei dem Elektrodenelement 214b, welches auf der zum Mittelpunkt führenden Linie ß liegt, begonnen wird. Die Entfernung der Linie A von der Linie B entspricht einer Phasenverschiebung von 180° (elektrisch ) .

Auf der Oberfläche der zweiten fest angeordneten Platte 232 befindet sich eine scheibenförmige Ausgangselektrode 222, die sich in radialer Richtung soweit erstreckt, daß sie sowohl den ersten als auch den zweiten Sendeelektroden 214A und 214B gegenüberliegt .

In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich ein nicht abschirmender Bereich 236 und ein abschirmender Bereich 238 auf der Oberfläche einer Drehscheibe 210, so daß die elektrostatische Kopplung zwischen den ersten und zweiten Elektroden 214A, 214B und der Ausgangselektrode 222 gesteuert wird und das Signal V_. von der Ausgangselektrode in Übereinstimmung mit der Drehverschiebung der Drehscheibe 210 ausgegeben wird.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehscheibe 210 aus einem bekannten, nicht abschirmenden Material gebildet. Der abschirmende Bereich 238 wird dadurch gebildet, daß das Substrat mit einem bekannten abschirmenden Material, wie beispielsweise Kupferfolie und rostfreier Stahl, überzogen und dieser Bereich mit Masse verbunden wird.

Der nicht mit dem abschirmenden Material überzogene Bereich der Drehscheibe 210 stellt in diesem Fall den nicht abschirmenden Bereich 236 dar. Als Alternative kann die ganze Oberfläche der Drehscheibe 210 mit dem abschirmenden Material überzogen werden

und anschließend kann die den nicht abschirmenden Bereich entsprechende Fläche durch Ausstanzen ausgebildet werden.

In dem hier vorliegenden Beispiel besteht der nicht abschirmende Bereich 236 aus ersten nicht abschirmenden Bereichen 236A mit einer den Elektrodeneinheiten der ersten Sendeelektroden 214A, nämlich 2, entsprechenden Anzahl und aus zweiten nicht abschirmenden Bereichen 235B mit einer Anzahl, die derjenigen der Elektrodeneinheiten der zweiten Sendeelektroden 214, nämlich 2, entspricht.

Die zwei ersten nicht abschirmenden Bereiche 236A liegen bezüglich des dazwischenliegenden Mittelpunktes der Drehbewegung einander genau gegenüber auf dem äußeren Umfangsbereich auf der Oberfläche der Drehscheibe 210, so daß sie den vier aufeinanderfolgenden zu den ersten Sendeelektroden214A gehörenden Elektrodenelementen 214a gegenüberliegen.

Die zwei zweiten nicht abschirmenden Bereiche 236B sind bezüglich des dazwischenliegenden Mittelpunktes der Drehbewegung auf der inneren Umfangsseite der Oberfläche der Drehscheibe 210 einander genau gegenüberliegend angeordnet, so daß sie den vier aufeinanderfolgenden, zu der zweiten Sendeelektrode 214B gehörenden Elektrodenelementen 214b gegenüberliegen.

Die ersten und zweiten nicht abschirmenden Bereiche 236A und 236B sind bezüglich des Mittelpunkts der Drehbewegung mit einer Phasenverschiebung von 90°(mechanisch)angeordnet, was einer Phasenverschiebung von 180°(elektrisch)entspricht, so daß sie den auf den Sendeelektroden 214A bzw. 214B ausgebildeten gleichphasigen Elektrodenelementen gegenüberliegen.

In dem hier vorliegenden Beispiel besteht der abschirmende Bereich 238 aus zwei ersten abschirmenden Bereichen 238A und zwei zweiten abschirmenden Bereichen 238B.

Die beiden ersten abschirmenden Bereiche 238A sind in genau entgegengesetzter Lage zwischen den ersten nicht abschirmenden Bereichen 236A angeordnet, so daß sie den vier aufeinanderfolgenden, in den ersten Sendeelektroden 214A ausgebildeten Elektrodenelementen 214a gegenüberliegen, um die elektrostatische Kopplung zwischen den gegenüberliegenden Elektroden 214a und der Ausgangselektrode 222 abzuschirmen.

Die zwei zweiten abschirmenden Bereiche 238B sind zwischen den zweiten nicht abschirmenden Bereichen 236B in genau gegenüberliegenden Lagen angeordnet, so daß sie den vier aufeinanderfolgenden, in der zweiten Sendeelektrode 241B ausgebildeten Elektrodenelementen 214b gegenüberliegen, um die elektrostatische Kopplung zwischen den gegenüberliegenden Elektroden 214b und der Ausgangselektrode 222 abzuschirmen.

Diese Anordnung ermöglicht die elektrostatische Kopplung der Ausgangselektrode 222 einzig mit den den ersten und zweiten nicht abschirmenden Bereichen 236A bzw. 236B gegenüberliegenden ersten und zweiten Sendeelektroden 214a und 214b, und bewirkt ferner aufgrund der abschirmenden Bereiche an den anderen Stellen eine gute Abschirmung. Diese anderen Stellen befinden sich dort, wo die ersten und zweiten abschirmenden Bereiche 238A und 238B den ersten und zweiten Sendeelektroden 214A und 214B gegenüberliegen. Auf diese Weise wird jede elektrostatische Kopplung zwischen den Sendeelektroden 214A, 214B und der Ausgangselektrode 222 verhindert .

Wenn beispielsweise die Ausgangselektrode 222 elektrostatisch mit den vier Elektrodenelementen 214a der ersten Sendeelektrode 214 Ä, an welche Wechselspannungen mit Phasen zwischen 0°und 135° angelegt sind, gekoppelt ist, ist die Ausgangselektrode 222 auf ähnliche Weise mit den vier Elektrodenelementen 214b der zweiten Sendeelektroden 214B, an welche Wechselspannungen mit Phasen zwischen 0°und 135° angelegt sind, gekoppelt, wobei die gleichphasigen eingangsseitig an der Ausgangselektrode 222 anliegenden Signale V_Q von dort ausgegeben werden.

Wenn das mit der Drehverschiebung der Drehscheibe 210 übereinstimmende Signal V„ von der Ausgangselektrode 222 auf diese Weise ausgegeben wird, wird das Erfassungssignal V„ mit der Referenzspannung V₁ in einem Erfassungsschaltkreis 239 verglichen, wobei die Drehverschiebung der Drehscheibe 210 aufgrund der Phasendifferenz 0 festgestellt wird.

Wie oben beschrieben wurde, werden in dem hier beispielhaft beschriebenen Encoder die ersten und zweiten Sendeelektroden 214A und 214ß auf der ersten festangeordneten Platte 230 angeordnet und diese Sendeelektroden 214A und 214ß sind über die auf der Drehscheibe 210 ausgebildeten ersten und zweiten nichtabschirmenden Bereiche 236A und 236B mit der Ausgangselektrode 222 gekoppelt. Die Ausgangselektrode 222 gibt das mit der Drehverschiebung der Drehscheibe 210 übereinstimmende Signal V_ über die elektrostatisch gekoppelten Bereiche der Zwei-System-Sendeelektroden aus. Aufgrund des Ausgangssignals V_Q wird die Drehverschiebung der Drehscheibe 210 ermittelt.

Da in diesem Ausführungsbeispiel die mit der Drehverschiebung der Drehscheibe 210 entsprechenden Signale V_Q durch elektrostatische Kopplung der Zwei-System-Sendeelektroden erzeugt werden,

und die von den 2-System Sendeelektrcden erhaltenen Signale \? auf der Seite der Ausgangselektrode gemischt werden, um die Drehverschiebung der Drehscheibe 210 festzustellen, ist die Auflösung der Drehverschiebung der Drehscheibe 210 ungefähr zweimal höher als bei einem herkömmlichen Encoder, der nur einen Ein-System elektrostatischen Kopplungsbereich zwischen der Sendeelektrode 14 und der Ausgangselektrode 22 hat.

Folglich erfordert ein diesem Ausführungsbeispiel entsprechender Encoder nur die erste, aus 16 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehende Sendeelektrode 214A bzw. zweite Sendeelektrode 214B₁ um dieselbe Auflösung wie ein in den Figuren 10 und 11 dargestellter herkömmlicher Encoder zu erreichen, der nur eine aus 32 in einem Ring agneordneten Elektrodenelementen bestehende Sendeelektrode 14 aufweist.

Im vorliegenden Fall sind die aus 16 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehenden ersten und zweiten Sendeelektroden 214A und 214B im Vergleich zum Durchmesser der aus 32 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehenden Sendeelektroden 14 beträchtlich verringert. Als Folge kann die Größe des Encoders in radialer Richtung bei gleicher Auflösung wie ein herkömmlicher Encoder in hohem Maß verkleinert und dabei der Encoder selbst miniaturisiert werden. Zusätzlich kann bei dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei welchem die ersten Sendeelektroden 230 und zweiten Sendeelektroden 232 elektrostatisch über die Zwei-System elektrostatischen Kopplungsbereiche elektrostatisch gekoppelt sind, die Drehverschiebung der Drehscheibe210 ganz genau festgestellt werden, ohne daß dies durch Exzentrität, Taumelbewegungen oder Versatz beeinträchtigt wird, wie dies möglicherweise zwischen den festangeordneten Platten 230, 232 und der Drehscheibe 210 auftreten kann.

Weiterhin kann bei dem hier vorliegenden Beispiel aufgrund der direkten Kopplung zwischen den Sendeelektroden 214 und der Ausgangselektrode 222 ohne eine Koppelelektrode das Signal V„ mit einem guten Signalrauschverhältnis von der Ausgangselektrode 222 erhalten werden.

Da es zusätzlich entsprechend diesem Ausführungsbeispiel ausreicht, den abschirmenden Bereich 238 auf der Drehscheibe durch Überziehen der Drehscheibe 210 mit beispielsweise einem abschirmenden Material unter Verzicht auf eine Empfangselektrode zu erzeugen, kann die Drehscheibe 10 sehr einfach und mit geringen Kosten hergestellt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Encoders vom Drehkondensatortyp ist in den Figuren 6 und 7 veranschaulicht.

Ein diesem Beispiel entsprechender Encoder besteht aus einer Drehscheibe 310 und aus ersten und zweiten festangeordneten Platten 330 und 332.

Figur 7 zeigt jeweils die Oberflächenausbildung der ersten festangeordneten Platte 330, der Drehscheibe 310 und der zweiten festangeordneten Platte 332. In Figur 7 ist die Oberfläche der Drehscheibe 310 in einer Explosionsdarstellung wiedergegeben, wobei die auf die erste festangeordnete Platte 230 ausgerichtete Oberfläche von der auf die zweite festangeordnete Platte 232 ausgerichteten Oberfläche getrennt ist.

Die erste festangeordnete Platte 330 ist mit einer ersten Sendeelektrode 314A versehen, die aus einer Vielzahl von unter gleichen Abständen in Umfangsrichtung in einem Ring auf der

Oberfläche der ersten festangeordneten Platte 330 angeordneten Elektrodenelementen 314a besteht. Die zweite festanaeordnete Platte 332 ist mit einer zweiten Sendeelektrode 314ß versehen, die aus einer Vielzahl von unter gleichen Abständen in Umfangsrichtung in einem Ring auf der Oberfläche der ersten festangeordneten Platte 330 angeordneten Elektrodenelementen 314b besteht. Die Anzahl der Elektrodenelemente 314b entspricht der Anzahl der ersten Elektrodenelemente 314a.

In diesem Ausführungsbeispiel bestehen diese ersten und zweiten Sendeelektroden 314A und 314ß aus 16 Elektrodenelementen 314a bzw. 314b, und jedes Paar der Elektrodenelemente 314a und 314b ist in der Weise auf den festangeordneten Platten und 332 angeordnet, daß sie einander über die Drehscheibe 310 gegenüberliegen.

Eine Wechselspannung mit Sinus- oder Rechteckwellenform mit einer vorgegebenen Phasendifferenz, die hier beispielhaft 45° beträgt, wird an jedes der Elektrodenelemente 314a der ersten Sendeelektrode 314A über eine Spannungsversorgungseinheit 316 angelegt, und zwei Elektrodeneinheiten, die jeweils aus Acht-Phasenelektrodenelementen von 0*bis 135° bestehen, werden gebildet .

Ferner wird eine Wechselspannung mit einer Sinus- oder Rechteckwellenform, die gegenüber der an jedes Elektrodenelement 314a angelegte Wechselspannung um 180° phasenverschoben ist, an die Elektrodenelemente 314b der zweiten Sendeelektrode 314B über eine Spannungsversorgungseinheit 316 angelegt. Auf ähnliche Weise werden 2 Elektrodeneinheiten gebildet, wobei jede Einheit aus Acht-Phasenelektrodenelementen von 0° bis 135° besteht.

Sg 361733

Folglich werden, wie in Figur 7 gezeigt, Wechselspannungen mit Phasenverschiebungen von 0°, 45°, 90° ... nacheinander an die erste Sendeelektrode 314A gelegt, wobei das Elektrodenelement 314a, welches auf der zum Mittelpunkt führenden Linie A liegt, als Ausgangspunkt dient, während Wechselspannungen mit Phasenverschiebungen von 0°, 45°, 90°, ... nacheinander an die zweite Sendeelektrode 314ß gelegt werden, wobei von dem auf der zum Mittelpunkt führenden Linie B liegenden Elektrodenelement 314b ausgegangen wird. Die Linie A und die Linie B liegen um 180°(elektrisch) phasenverschoben zueinander.

Auf der der ersten festangeordneten Platte 330 zugewandten Oberfläche der Drehscheibe 310 sind Empfangselektroden 318A ausgebildet, deren Anzahl der Anzahl der Elektrodeneinheiten auf der ersten Sendeelektrode 314A, nämlich 2, entspricht. Diese beiden Empfangselektroden 318A sind bezüglich des Mittelpunktes der Drehbewegung genau gegenüberliegend angeordnet und liegen vier aufeinanderfolgenden, in der ersten Sendeelektrode 314A ausgebildeten Elektrodenelementen 314a gegenüber .

Auf der der zweiten fest angeordneten Platte 232 zugewandten Oberfläche der Drehscheibe 310 sind Empfangselektroden 318B angeordnet, deren Anzahl der Anzahl der Elektrodeneinheiten auf der zweiten Sendeelektrode 314B, nämlich 2, entspricht. Diese beiden Empfangselektroden 318B sind bezüglich des Mittelpunktes der Drehbewegung einander genau gegenüberliegend angeordnet, und liegen vier in der zweiten Sendeelektrode 314B ausgebildeten, aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen 314b gegenüber.

39 361733S

Die ersten und zweiten Empfangselektroden 318A und 318ß sind zueinander in einer Lage angeordnet, die einer 90° (mechanisch) Phasenverschiebung bezüglich des Mittelpunkts der Drehbewegung entspricht. Diese Anordnung ermöglicht es, gleichphasige Signale von beiden Empfangselektroden 318A und 318B zu empfangen. Wenn beispielsweise die erste Empfangselektrode 318A den vier Elektrodenelementen 314a, an welche Wechselspannungen mit Phasen von 0°bis 135"angelegt sind, gegenüberliegt, liegt die zweite Empfangselektrode 318B auf ähnliche Weise den vier aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen 314b der zweiten Sendeelektrode 314B gegenüber, an welche Wechselspannungen mit Phasen zwischen 0°bis 135° angelegt sind, wobei die gleichphasigen Signale von den Empfangselektroden 318A und 318B ausgegeben werden.

Auf der Oberfläche der Drehscheibe 310 ist überall zwischen den ersten Sendeelektroden 318A eine Masseelektrode 320A ausgebildet. Eine Masseelektrode 320B ist überall zwischen den zweiten Empfangselektroden 318B auf der anderen Seite der Drehscheibe 310 ausgebildet. Auf diese Weise wird ein

störender Interferenzeinfluß der elektrostatischen Kapazitäten von den Empfangselektroden 318A, 318B oder anderen verhindert.

Auf diese Weise werden die der Verschiebung der Drehscheibe 3 I 0 entsprechenden Spannungen V_Q von den ersten und zweiten Empfangselektroden318A und 318B induziert.

Eine erste Ausgangselektrode 322A und eine zweite Ausgangselektrode 322B sind auf den Oberflächen der ersten fest angeordneten Platte 330 bzw. der zweiten fest angeordneten Platte 332 vorgesehen, um die von der ersten Empfangselektrode 318A und der zweiten Empfangselektrode 318B auf der Drehscheibe 310 er-

haltenen Spannungen V„ auf die Seite der ßasisplatte zu bringen .

Die erste Ausgangselektrode 322A ist auf dem inneren Umfangsbereich der ersten Sendeelektrode 314A auf der Oberfläche der ersten fest angeordneten Platte 330 durch eine erste Masseelektrode 324A ringförmig ausgebildet. Die zweite Ausgangselektrode 322B ist auf dem inneren Umfangsbereich der zweiten Sendeelektrode 314ß auf der Oberfläche der zweiten fest angeordneten Platte 332 durch eine zweite Masseelektrode 324B ringförmig ausgebildet. Die erste Empfangselektrode 318A erstreckt sich in der Weise in radialer Richtung, daß sie sowohl der ersten Sendeelektrode 314A und der Ausgangselektrode 322A auf der ersten fest angeordneten Platte 330A gegenüberliegt. Ähnlich erstreckt sich die zweite Empfangselektrode 318B in der Weise in radialer Richtung, daß sie sowohl der zweiten Sendeelektrode 314ß und der zweiten Ausgangselektrode 322B auf der zweiten fest angeordneten Platte 3 32 gegenüberliegt.

Auf diese Weise sind die ersten und zweiten Empfangselektroden 318A und 318ß elektrostatisch mit den ersten und zweiten Ausgangselektroden 322A und 322B gekoppelt und diese ersten und zweiten Ausgangselektroden 322A und 322B geben die von den Empfangselektroden 318A und 318ß induzierten Spannungen V_n aus. Die von den ersten und zweiten Ausgangselektroden 322B ausgegebenen Erfassungssignale V_n werden in einem Erfassungsschaltkreis 339 gemischt und anschließend mit der Referenzspannung V. verglichen, wobei die Drehverschiebung der Drehscheibe 310 aufgrund des Phasenunterschiedes 0 festgestellt wird.

Diesem Ausführungsbeispiel entsprechend sind zwei Sendeelektroden, nämlich die erste und zweite Sendeelektrode 314A und 314B

auf der ersten und zweiten fest angeordneten Platte 330 bzw. 332 angeordnet, und die der Drehverschiebung der Drehscheibe 310 entsprechenden Signale V_n werden von den ersten und zweiten Empfangselektroden 318A und 318ß auf der Drehscheibe 310 erhalten.

Die Signale V„ der ersten und zweiten Empfangselektroden 318A und 318B werden von den Seitender fest angeordneten Platten 330 und 332 durch elektrostatische Kopplung mit den Ausgangselektroden 322A und 322B auf den ersten bzw. zweiten fest angeordneten Platten 330, 332 geholt, um die Drehverschiebung der Drehscheibe 310 festzustellen.

Da entsprechend diesem Ausführungsbeispiel die der Drehverschiebung der Drehscheibe 310 entsprechenden Signale V_n durch elektrostatische Kopplung der Zwei-System-Sendeelektroden erzeugt werden, und die von den Zwei-System-Sendeelektroden erhaltenen Signale V_n auf der Ausgangselektrode gemischt werden, um die Drehverschiebung der Drehscheibe 310 festzustellen, wird die Auflösungsgenauigkeit der Drehverschiebung der Drehscheibe 310 im Vergleich zu einem herkömmlichen Encoder, der nur einen Ein-System elektrostatischen Kopplungsbereich zwischen der Sendeelektrode 14 und der Ausgangselektrode 22 aufweist, um etwa das Zweifache erhöht.

Um daher dieselbe Erfassungsgenauigkeit wie ein in den Figuren 10 und 11 veranschaulichter, nur eine aus 32 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehende Sendeelektrode 14 aufweisender Encoder zu erhalten, sind bei einem mit diesem Ausführungsbeispiel übereinstimmenden Encoder nur die aus

361733S

16 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehende erste Sendeelektrode 314A bzw. die zweite Sendeelektrode 314ß erforderlich. In diesem Fall können die aus 16 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen bestehenden ersten und zweiten Sendeelektroden 314A und 314ß im Vergleich zum Durchmesser der aus 32 in einem Ring angeordneten Elektrodenelementen der Sendeelektrode 14 beträchtlicht verringert werden. Als Folge davon ist es bei gleichbleibender Feststellungsgenauigkeit wie bei einem herkömmlichen Encoder möglich, die Größe des Encoders in radialer Richtung stark zu verringern, und auf diese Weise den Encoder selbst beträchtlich zu verkleinern.

Da weiterhin gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Zwei-Systemelektrostatische Kopplung unterschiedlicher physikalischer Wege der Drehverschiebung der Drehscheibe 310 zwei entsprechende Signale V« erzeugt werden, werden die Fehleranteile der beiden Signale durch Mischung gegenseitig ausgelöscht. Deshalb kann die Drehverschiebung der Drehscheibe 310 äußerst genau festgestellt werden, ohne daß eine Beeinträchtigung durch den Einfluß von Exzentrizität, Schwankungen oder Versatz etc. der fest angeordneten Platten 330 und 332 oder der Drehscheibe 310 auftritt , die in dem Encoder vorhanden sein könnten. Die vorstehend beschriebenen Beispiele stellen lediglich bevorzugte Ausführungen der Erfindung dar. Es versteht sich von selbst, daß diese Beispiele darüber hinaus auf verschiedene Weise abgeändert werden können, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken und vom Umfang der Erfindung erfaßt werden. Die Patentansprüche umfassen daher nicht nur die beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern auch alle im Sinn der Erfindung vorgenommenen Ausführungsformen.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

· Encoder vom Drehkondensatortyp mit einer auf einer Grundplatte angeordneten und in Übereinstimmung mit dem Betrag einer Bewegung eines Meßfühlers drehenden Drehscheibe, die drehbar auf einer Grundplatte angeordnet ist, mit ersten und zweiten fest angeordneten Platten, die in der Weise an der Grundplatte angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen und daß die Drehscheibe zwischen beiden liegt, wobei eine der ersten oder zweiten Platten mit einer ersten Sendeelektrode versehen ist, die aus einer Vielzahl von unter gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung in einer Kreisform auf der betreffenden fest angeordneten Platte angeordneten und mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens eine der ersten bzw. zweiten fest angeordneten Platten(30, 32, 230, 232, 330, 332)mit einer zweiten Sendeelektrode(i4A, 14B, 214A, 214B, 314A₁ 314ß) versehen ist, welche aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung unter gleichmäßigen Abständen auf der betreffenden fest angeordneten Platte angeordneten und mit einer Wechselspannung, die bezüglich der an die Elektrodenelemente der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung um 180° phasenverschoben ist, beaufschlagten Elektrodenelemente zusammengesetzt ist,

daß die Drehscheibe (i 0, 210, 3io)mit ersten und zweiten Empfangselektroden (18A, 18B, 218A, 218B, 318A, 318b)versehen ist, die den ersten bzw. zweiten Sendeelektroden gegenüberliegen, und welche durch elektrostatische Kopplung gleichphasige Signale empfangen, und

daß auf den Oberflächen der beiden fest angeordneten Platten eine Ausgangselektrode(22, 222, 322) angeordnet ist, um die Empfangssignale von den ersten und zweiten Empfangselektroden aufzunehmen, wobei die Drehverschiebung der Drehscheibe (10, 210, 31Oy aufgrund des Ausgangssignals der Ausgangselektrode festgestellt

wird, welches sich in Übereinstimmung mit der Drehung der Drehscheibe ändert.

. Encoder nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die erste festangeordnete Platte^30, 230, 330)mit einer ersten Sendeelektrode(14A, 214A, 31 4AJ versehen ist, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung der betreffenden fest angeordneten Platte unter gleichmäßigen Abständen in einer Ringform angeordneten und mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, und daß die erste fest angeordnete Platte mit einer zweiten Empfangselektrode(i8B, 218B, 318ß)versehen ist, die aus einer Vielzahl von unter gleichen Abständen in Umfangsrichtung innerhalb der ersten Sendeelektrode in einer Ringform angeordneten und mit einer Wechselspannung beaufschlagten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, und daß die zugehörige Wechselspannung um 180° phasenverschoben zu der an der ersten Sendeelektrode anliegenden Wechselspannung ist,

daß die Drehscheibe(10, 210, 310)mit ersten und zweiten Empfangselektroden (Ί 8A, 18B, 218A, 218B₁ 318A, 31 8ß) versehen ist, die den ersten bzw. zweiten Sendeelektroden gegenüberliegen und die phasengleiche Signale empfangen, daß die Drehscheibe mit einer Koppelelektrode versehen ist, die mit den ersten und zweiten Empfangselektroden elektrisch gekoppelt ist und der zweiten fest angeordneten Platte gegenüberliegt, und

daß die zweite fest angeordnete Platte mit einer der Koppelelektrodef34)gegenüberliegenden Ausgangselektrode(22)versehen ist.

3. Encoder nach Anspruch 2 ,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Sendeelektrode (i4A, 214A, 314A)aus 16 Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, an welche jeweils eine um 45°

phasenverschobene Wechselspannung angelegt ist, und

daß die zweite Sendeelektrode (Ι4B, 214B, 314ß)aus 16 Elektrodenelementen besteht, an die jeweils eine Wechselspannung angelegt wird, die zu der an die Elektrodenelemente der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung um 180° phasenverschoben ist.

4. Encoder nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die erste Empfangselektrode(i8A, 21 8A, 318AJaus zwei Elektrodenelementen besteht, die auf der Oberfläche der Drehscheibe (\ 0, 210, 31 θ)bezüglich des Mittelpunkts der Drehbewegung genau gegenüberliegend angeordnet sind, und von welchen jede in der Weise angeordnet ist, daß sie vier aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen der ersten Sendeelektroden (λ 4A, 214Α, 314A^ gegenüberliegen und

daß die zweite Empfangselektrode (18B, 218ß, 3i8ß)aus zwei Elektrodenelementen zusammengesetzt ist , die auf der Oberfläche der Drehscheibe(i 0, 210, 31o)bezüglich des Mittelpunkts der Drehbewegung genau gegenüberliegend und mit einer 90° Phasenverschiebung angeordnet sind, und daß jedes in der Weise angeordnet ist, daß es vier aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen der ersten Sendeelektroden gegenüberliegt.

. Encoder nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die erste fest angeordnete Platte (30, 230, 330)mit einer ersten Sendeelektrode fi 4A , 21 4A, 31 4a) versehen ist, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung unter gleichen Abständen auf der betreffenden fest angeordneten Platte angeordneten und mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, daß die erste fest angeordnete Platte mit einer zweiten Sendeelektrode (i4B₁ 214B₁ 314ß)versehen ist, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung unter gleichen Abständen auf der betreffenden fest angeordneten Platte innerhalb

der ersten Sendeelektrode in Kreisform angeordneten und jeweils mit Wechselspannungen beaufschlagten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, wobei die Wechselspannung um 180° phasenverschoben zu der an die Elektrodenelemente der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung ist,

daß die zweite fest angeordnete Platte (32, 232, 332)mit einer Ausgangselektrode[22, 222, 322)versehen ist, welche sich in radialer Richtung in der Weise ausdehnt, daß sie sowohl der ersten Sendeelektrode als auch der zweiten Sendeelektrode gegenüberliegt, und

daß die Drehscheibe(i0, 210, 310)mit einem abschirmenden Bereich 238 versehen ist, welcher eine elektrostatische Kopplung nur zwischen vorgegebenen Elektrodenelementen der ersten und zweiten, mit gleichphasigen Wechselspannungen beaufschlagten Sendeelektroden und der Ausgangselektrode^222)zuläßt und die anderen Elektrodenelemente abschirmt.

6. Encoder nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet ,

daß die erste fest angeordnete Platte^30, 230, 330Jmit einer ersten Sendeelektrode (i 4A, 214A, 314A) versehen ist, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung

der betreffenden fest angeordneten Platte unter gleichen Abständen in einer Ringform angeordneten und mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagten Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, daß die erste fest angeordnete Platte ferner mit einer Ausgangselektrode(22, 222, 322)versehen ist, die über einen Abschirmungsring auf der Innenseite der ersten Sendeelektrode angeordnet ist,

daß die zweite fest angeordnete Platte mit einer zweiten Sendeelektrode versehen ist, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung der betreffenden fest angeordneten Platte unter gleichmäßigen Abständen in einer Ringform angeordneten und mit einer Wechselspannung beaufschlagten Elektroden elementen zusammengesetzt ist, wobei die Wechselspannung bezüglich der an die Elek-

trodenelemente der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung um 180° phasenverschoben ist, daß die zweite fest angeordnete Platte mit einer zweiten Ausgangselektrode(22, 222, 322)versehen ist, die über einem Abschirmungsring auf der Innenseite der zweiten Sendeelektrode angeordnet ist,

daß die Drehscheibe(i0, 210,31 θ)mit einer ersten Empfangselektrode (18A, 218A, 318A)versehen ist, die sich in radialer Richtung in der Weise erstreckt, daß sie sowohl der ersten Sendeelektrode /1 4A , 214A, 314A^und der ersten Ausgangselektrode (22, 222, 322)gegenüberliegt, daß die Drehscheibe mit einer zweiten Empfangselektrode (18ß, 218ß, 318ß)versehen ist, die sich in der Weise in radialer Richtung erstreckt, daß sie sowohl der zweiten Sendeelektrode (Ί 4B, 214ß, 314ß)und der zweiten Ausgangselektrode (22A, 222A, 322A)gegenüberliegt und

daß die ersten und zweiten Empfangselektroden entsprechenden vorgegebenen Elektrodenelementen gegenüberliegen, an welche gleichphasige Wechselspannungen gelegt sind, wobei die Drehverschiebung der Drehscheibe (10 , 210, 31 θ) aufgrund der Ausgangssignale der ersten und zweiten Ausgangselektroden festgestellt wird.

7. Encoder nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet ,

daß die erste Sendeelektrode 04A, 214A, 314A)aus 16 Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, die mit einer jeweils um 45° phasenverschobenen Wechselspannung beaufschlagt sind, und

daß die zweite Sendeelektrode(14ß, 214ß, 314ß)aus 16 Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, an die eine Wechselspannung angelegt ist, die um 180° phasenverschoben zu der an die Elektrodenelemente der ersten Sendeelektrode angelegten Wechselspannung ist.

8. Encoder nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet ,

daß die erste Empfangselektrode68A, 218A, 318A)aus zwei Elek-

trodenelementen zusammengesetzt ist, die auf der Oberfläche der Drehscheibe(1O, 210, 31 θ)bezüglich des Mittelpunkts der Drehbewegung gegenüberliegend angeordnet sind, und von denen jede in der Weise angeordnet ist, daß sie vier aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen der ersten Sendeelektroden gegenüberliegt, und

daß die zweite Empfangselektrode ^l 8ß, 218B, 318ß)aus zwei Elektrodenelementen zusammengesetzt ist, die auf der Oberfläche der Drehscheibe (Ί 0 , 210, 310)bezüglich des Mittelpunkts der Drehbewegung gegenüberliegend angeordnet und um 90° phasenverschoben angeordnet sind, und daß jede so angeordnet ist, daß sie vier aufeinanderfolgenden Elektrodenelementen der ersten Sendeelektroden gegenüberliegt.