(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１方向に寸法Ｄｔｏｔを有する領域に沿って分散された複数の導電パターン（１２７ｉ、１３７ｉ、１４７ｉ）を備える誘導性変位センサのためのターゲットであって、前記パターン（１２７ｉ、１３７ｉ、１４７ｉ）が、少なくとも、Ｄｔｏｔ／Ｎにほぼ等しい周期を有し、前記方向にＤｔｏｔ／２Ｎにほぼ等しい寸法のＮ個の第１の基本導電パターン（１２９ｊ、１３９ｊ、１４９ｊ）を含み、前記領域に沿って規則的に分散された、第１の組の基本周期パターンと、Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい周期を有し、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法のＮ＋ｒ個の第２の基本パターン（１３１ｋ、１４１ｋ、１５１ｋ）を含み、前記領域に沿って規則的に分散された、第２の組の基本周期パターンとのオーバーレイによって画定され、ここで、Ｎが２以上の整数であり、ｒがゼロとは異なるＮ−１以下の正の整数であり、第１および第２の基本導電パターンが、少なくとも部分的に重複する、ターゲット。
【請求項２】
前記第１の基本導電パターン（１２９ｊ、１３９ｊ、１４９ｊ）および第２の基本導電パターン（１３１ｋ、１４１ｋ、１５１ｋ）が、それぞれ、前記方向に平行する第１および第２の重なったストリップ（１３０、１３８、１４２、１４８、１５２、１５４）の部分の形状を有する、請求項１に記載のターゲット。
【請求項３】
前記第１および第２のストリップ（１３０）が、ほぼ同一の幅である、請求項２に記載のターゲット。
【請求項４】
前記第１および第２のストリップ（１３８、１４２、１４８、１５２、１５４）が別個の幅であり、前記第１のストリップが、前記第２のストリップより少なくとも２倍幅広い、請求項２に記載のターゲット。
【請求項５】
Ｎが偶数である、請求項１から４のいずれか一項に記載のターゲット。
【請求項６】
前記パターン（１４７ｉ）が、前記第１および第２の組の周期基本パターンと、Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい周期を有し、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法のＮ＋ｒ個の第３の基本パターン（１５３ｋ）を備え、前記第２の組の周期パターンの前記基本パターン（１５１ｋ）に対してほぼＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）のオフセットで前記領域に沿って規則的に分散された、第３の組の周期基本パターンとのオーバーレイによって画定され、第１の基本導電パターン（１４９ｊ）および第３の基本導電パターン（１５３ｋ）が、少なくとも部分的に重複する、請求項１から５のいずれか一項に記載のターゲット。
【請求項７】
前記第１の基本パターン（１４９ｊ）、第２の基本パターン（１５１ｋ）、および第３の基本パターン（１５３ｋ）が、それぞれ、前記方向に平行する第１、第２、および第３のストリップの部分の形状を有し、一方で前記第１および第２のストリップ、ならびに他方で前記第１および第３のストリップが、重なっており、前記第２および第３のストリップが、前記第１のストリップの幅より小さいほぼ同じ幅である、請求項６に記載のターゲット。
【請求項８】
前記方向が円形方向である、請求項１から７のいずれか一項に記載のターゲット。
【請求項９】
前記寸法Ｄｔｏｔが、３６０°に等しい角度寸法である、請求項８に記載のターゲット。
【請求項１０】
ｒが１に等しい、請求項１から９のいずれか一項に記載のターゲット。
【請求項１１】
誘導性変位センサのための変換器であって、
１次巻線（２１１）と、
１方向に寸法Ｄｔｏｔを有する領域に沿って規則的に分散された、同じ巻線方向のＮ個の第１のターンまたは交互の巻線方向の２Ｎ個の第１のターンをそれぞれ備え、各第１のターンが、前記方向にＤｔｏｔ／２Ｎにほぼ等しい寸法を有する、第１の組の少なくとも２つの２次巻線（２４３）と、
前記領域に沿って規則的に分散された、同じ巻線方向のＮ＋ｒ個の第２のターンまたは交互の巻線方向の２（Ｎ＋ｒ）個の第２のターンをそれぞれ備え、各第２のターンが、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法を有する、第２の組の少なくとも２つの２次巻線（２５３）とを備え、ここで、Ｎが２以上の整数であり、ｒがゼロとは異なるＮ−１以下の正の整数であり、
第１および第２のターンが、少なくとも部分的に重複する、変換器。
【請求項１２】
前記第１および第２のターンが、それぞれ、前記方向に平行する重なった第１および第２のストリップの部分の形状を有する、請求項１１に記載の変換器。
【請求項１３】
第２の組に対してほぼＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）のオフセットで前記領域に沿って規則的に分散された、同じ巻線方向のＮ＋ｒ個の第３のターンまたは交互の巻線方向の２（Ｎ＋ｒ）個のターンをそれぞれ備え、各第３のターンが、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法を有する、第３の組の少なくとも２つの２次巻線（２５５）をさらに備え、第１および第２のターンが、少なくとも部分的に重複する、請求項１１または１２に記載の変換器。
【請求項１４】
前記第１、第２、および第３のターンが、それぞれ、前記方向に平行する第１、第２、および第３のストリップの部分の形状を有し、前記第１および第２のストリップが重なっており、前記第１および第３のストリップが重なっている、請求項１３に記載の変換器。
【請求項１５】
前記第２の２次巻線（２５３）および第３の２次巻線（２５５）が、直列に接続される、請求項１３または１４に記載の変換器。
【請求項１６】
前記第２の２次巻線（２５３）および第３の２次巻線（２５５）の直列接続点が、電気接続端子に接続される、請求項１５に記載の変換器。
【請求項１７】
請求項１１から１６のいずれか一項に記載の変換器と、請求項１から１０のいずれか一項に記載のターゲットとを備える誘導性変位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、機械部分の互いに対する変位の誘導測定の分野に関する。本明細書では、誘導測定という用語は、電気コイルを用いた交番電磁界の測定を指す。制限的ではないがより具体的には、本出願は、渦電流センサの技術的下位区分に関し、インダクタによって生成される電磁界は、インダクタ近傍における可動（インダクタに対して）の導電部分の存在および配置に応じて、異なる形で確立される。そのような電磁現象は、電磁界の特定の電気周波数が十分に大きい値を採用するとき、計測の目的で利用可能になり、この大きさの概念は、導電部分の幾何学的寸法、その電気および磁気特性、その温度などの複数のパラメータによって決定される。本明細書では、変位測定という用語は、インダクタまたはインダクタ基準系に対する導電部分の変位の位置、速度、加速度、または任意の他の特徴量に関する情報の推定を指す。変位としては、互いに対する、または別個の軸に沿った、角変位（軸の周りの回転）、線形変位（軸に沿った並進）、またはそのような変位の任意の組合せが、等しく十分に考慮される。制限的ではないがより具体的には、本出願は、誘導性位置センサ、誘導性速度センサ、および／または誘導性加速度センサの技術的下位区分に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導性変位センサは、典型的には、変換器（たとえば、測定基準系に強固に接続され、フレームとしても知られている）と、ターゲット（たとえば、測定基準系に対する可動機械部分に強固に接続される）とを備える。ターゲットは、変換器から離れて配置され、変換器に（機械的または電気的に）接触しない（非接触測定）。変換器は、交番電磁界をもたらすのに適した１次巻線またはインダクタと、１次巻線によってもたらされる電磁界の存在下で起電力またはＥＭＦとも呼ばれる交番電圧が誘導される端子に位置する少なくとも１つの２次巻線とを含む。ターゲットは、結合接極子とも呼ばれる部分的または完全に導電性の要素であり、変換器の前におけるその存在および／または動きは、１次巻線と２次巻線との間の結合を変更する。ターゲットが１次巻線と２次巻線との間の結合に与える影響は、変換器に対するターゲットの位置だけでなく、変換器に対するターゲットの速度にも依存することに留意されたい。
【０００３】
したがって、電磁界分布は、変換器に対するターゲットの位置および相対変位に応じて空間的に形成される。機械部分の変位中、電磁界の空間分布は変化し、したがって２次巻線内で誘導されるＥＭＦも変化する。１次巻線によってもたらされる電磁界によって誘導されるＥＭＦを２次巻線の端子において分析することで、変換器の２次巻線に対するターゲットの位置および／または変位を推定することが可能になる。制限的ではないがより具体的には、２次巻線の端子におけるＥＭＦ振幅の時間的変動により、変換器に対するターゲットの位置、速度、および／または加速度を推定することが可能になる。
【０００４】
本明細書では、以下、本出願において、２次巻線の端子における起電力範囲振幅という用語は、たとえば励起周波数（すなわち、１次巻線の端子に印加される交番電圧の周波数）に関して−Δｆ〜＋Δｆの周波数帯域内で、制限された周波数成分信号によって採用される瞬時値を指すことが指定され、ここで、Δｆはたとえば、１００Ｈｚ〜１００ｋＨｚの値を採用してもよく、機械的変位の情報またはその特徴情報の一部を有する。この信号は、起電力内に含まれており、励起周波数および／またはその高調波において変調される。この信号は、周波数転置およびフィルタリング方法を用いて、より具体的には基底帯域転置およびフィルタリング方法を用いて、得ることができる。そのような方法の好ましい例は、同期励起周波数信号を使用して（変調された）起電力の同期復調を実施することからなり、電気位相は、特有の基準を満たすように、たとえば復調出力において得られる信号を最大にするように選択される。代替の方法は、同期復調後に信号の係数を計算することからなり、これは、電気復調位相を設定しない利点および欠点を伴う。また、電磁力の振幅は、本発明によるセンサを用いた変位測定の実施にとって好ましい測定量であるが、有限値の負荷が２次巻線の端子に接続されたとき（負荷の適合）の２次巻線における位相、周波数、または電力など、さらなる電気測定量を除外するものではないことが指定される。
【０００５】
誘導性変位センサ、より具体的には渦電流位置センサの例は、欧州特許出願公開第０１８２０８５号明細書に記載されている。
【０００６】
しかし、知られている誘導性変位センサは、様々な欠点を伴う。特に、周知のセンサは、組立ての不正確さ（位置合わせ不良、傾き、および／またはターゲット／変換器の距離）、ならびに測定領域近傍における導電部分の存在の影響を比較的受けやすく、これらは産業的使用にとって問題となる。また、センサ応答の線形性の欠如に付随する問題が生じる可能性もある。さらに、周知のセンサにおけるターゲットの位置および／または変位の推定の精度および強健性は、改善するに値するはずである。さらに、いくつかのタイプの周知のセンサの測定範囲の程度を増大することができることが望ましいはずである。加えて、周知のセンサの１つの欠点は、比較的脆弱であることであり、これは、いくつかのタイプの適用分野、特に産業的環境において問題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０１８２０８５号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第２９１４１２６号明細書
【特許文献３】仏国特許出願公開第２８９１３６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
周知のセンサの欠点のすべてまたは一部を改善する誘導性変位センサを有することができることが、望ましいはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、一実施形態は、１方向に寸法Ｄｔｏｔを有する領域に沿って分散された複数の導電パターンを備える誘導性変位センサに対するターゲットであって、前記パターンは、少なくとも、Ｄｔｏｔ／Ｎにほぼ等しい周期を有し、前記方向にＤｔｏｔ／２Ｎにほぼ等しい寸法のＮ個の第１の基本導電パターンを含み、前記領域に沿って規則的に分散された、第１の組の基本周期パターンと、Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい周期を有し、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法のＮ＋ｒ個の第２の基本パターンを含み、前記領域に沿って規則的に分散された、第２の組の基本周期パターンとのオーバーレイによって画定され、ここで、Ｎは２以上の整数であり、ｒはゼロとは異なるＮ−１以下の正の整数であり、第１および第２の基本導電パターンは、少なくとも部分的に重複する、ターゲットを想定する。
【００１０】
一実施形態によれば、第１および第２の基本導電パターンは、それぞれ、前記方向に平行する第１および第２の重なったストリップの部分の形状を有する。
【００１１】
一実施形態によれば、第１および第２のストリップは、ほぼ同一の幅である。
【００１２】
一実施形態によれば、第１および第２のストリップは、別個の幅であり、第１のストリップは、第２のストリップより少なくとも２倍幅広い。
【００１３】
一実施形態によれば、Ｎは偶数である。
【００１４】
一実施形態によれば、前記パターンは、第１および第２の組の周期基本パターンと、Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい周期を有し、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法のＮ＋ｒ個の第３の基本パターンを備え、第２の組の周期パターンの基本パターンに対してほぼＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）のオフセットで前記領域に沿って規則的に分散された、第３の組の周期基本パターンとのオーバーレイによって画定され、第１および第３の基本導電パターンは、少なくとも部分的に重複する。
【００１５】
一実施形態によれば、第１、第２、および第３の基本パターンは、それぞれ、前記方向に平行する第１、第２、および第３のストリップの部分の形状を有し、一方で第１および第２のストリップ、ならびに他方で第１および第３のストリップが、重なっており、第２および第３のストリップは、第１のストリップの幅より小さいほぼ同じ幅である。
【００１６】
一実施形態によれば、方向は円形方向である。
【００１７】
一実施形態によれば、寸法Ｄｔｏｔは、３６０°に等しい角度寸法である。
【００１８】
一実施形態によれば、ｒは１に等しい。
【００１９】
さらなる実施形態は、誘導性変位センサに対する変換器を想定し、誘導性変位センサは、１次巻線と、１方向に寸法Ｄｔｏｔを有する領域に沿って規則的に分散された、同じ巻線方向のＮ個の第１のターンまたは交互の巻線方向の２Ｎ個の第１のターンをそれぞれ備え、各第１のターンが、前記方向にＤｔｏｔ／２Ｎにほぼ等しい寸法を有する、第１の組の少なくとも２つの２次巻線と、前記領域に沿って規則的に分散された、同じ巻線方向のＮ＋ｒ個の第２のターンまたは交互の巻線方向の２（Ｎ＋ｒ）個の第２のターンをそれぞれ備え、各第２のターンが、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法を有する、第２の組の少なくとも２つの２次巻線とを備え、ここで、Ｎは２以上の整数であり、ｒはゼロとは異なるＮ−１以下の正の整数であり、第１および第２のターンは、少なくとも部分的に重複する。
【００２０】
一実施形態によれば、第１および第２のターンは、それぞれ、前記方向に平行する重なった第１および第２のストリップの部分の形状を有する。
【００２１】
一実施形態によれば、変換器は、第２の組に対してほぼＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）のオフセットで前記領域に沿って規則的に分散された、同じ巻線方向のＮ＋ｒ個の第３のターンまたは交互の巻線方向の２（Ｎ＋ｒ）個のターンをそれぞれ備え、各第３のターンが、前記方向にＤｔｏｔ／２（Ｎ＋ｒ）にほぼ等しい寸法を有する、第３の組の少なくとも２つの２次巻線をさらに備え、第１および第２のターンは、少なくとも部分的に重複する。
【００２２】
一実施形態によれば、第１、第２、および第３のターンは、それぞれ、前記方向に平行する第１、第２、および第３のストリップの部分の形状を有し、第１および第２のストリップが重なっており、第１および第３のストリップが重なっている。
【００２３】
一実施形態によれば、第２および第３の２次巻線は、直列に接続される。
【００２４】
一実施形態によれば、第２および第３の２次巻線の直列接続点は、電気接続端子に接続される。
【００２５】
さらなる実施形態は、上述したタイプの変換器と、上述したタイプのターゲットとを備える誘導性変位センサを想定する。
【００２６】
これらの特徴および利点について、他の特徴および利点とともに、添付の図を参照して非制限的に与えられる特定の実施形態の以下の説明において、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】誘導性角変位センサの一例を概略的に表す正面図である。
【図１Ｂ】誘導性角変位センサの一例を概略的に表すプロファイル図である。
【図２】図１のセンサの動作を概略的に示す図である。
【図３Ａ】誘導性角変位センサのさらなる例の変換器およびターゲットを概略的に表す正面図である。
【図３Ｂ】誘導性角変位センサのさらなる例の変換器およびターゲットを概略的に表す正面図である。
【図４】図３Ａおよび図３Ｂのセンサの動作を概略的に示す図である。
【図５】誘導性角変位センサのさらなる例の変換器を概略的に表す正面図である。
【図６】図５のセンサの動作を概略的に示す図である。
【図７】誘導性角変位センサのさらなる例の変換器を概略的に表す正面図である。
【図８】図７のセンサの動作を概略的に示す図である。
【図９Ａ】誘導性角変位センサの出力信号の期待される理論上の進行を表す図である。
【図９Ｂ】誘導性角変位センサの出力信号の実際の進行、典型的には実際に得られた進行を表す図である。
【図１０】複数の別個のターゲット−変換器距離に対する誘導性角変位センサの出力信号の進行を表す図である。
【図１１】ターゲット−変換器距離に応じた誘導性角変位センサの出力信号の線形性誤差の進行を表す図である。
【図１２Ａ】誘導性角変位センサの実施形態の一例を概略的に示す断面図である。
【図１２Ｂ】誘導性角変位センサの実施形態の一例を概略的に示す断面図である。
【図１２Ｃ】誘導性角変位センサの実施形態の一例を概略的に示す断面図である。
【図１２Ｄ】誘導性角変位センサの実施形態の一例を概略的に示す断面図である。
【図１３Ａ】ターゲット−変換器距離に応じた図１２Ａ〜図１２Ｄのセンサの４つの例に対するセンサの出力信号の線形性誤差の進行を表す図である。
【図１３Ｂ】誘導性変位センサの一例のパラメータに応じた線形性に関する最適のターゲット−変換器距離の進行を表す図である。
【図１３Ｃ】誘導性変位センサのさらなる例のパラメータに応じた線形性に関する最適のターゲット−変換器距離の進行を表す図である。
【図１４】誘導性角変位センサの一実施形態の一例の電磁界閉じ込め部分の一例を表す正面図である。
【図１５】誘導性角変位センサの一実施形態の一例の電磁界閉じ込め部分のさらなる例を表す正面図である。
【図１６Ａ】誘導性角変位センサのターゲットの実施形態の一例を概略的に表す正面図である。
【図１６Ｂ】誘導性角変位センサのターゲットの実施形態の一例を概略的に表す正面図である。
【図１７】ターゲットのパターンの形状パラメータに応じた誘導性角変位センサにおける線形性に関する最適のターゲット−変換器距離の進行を表す図である。
【図１８Ａ】誘導性角変位センサのターゲットの実施形態の３つの例を概略的かつ部分的に表す正面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａのターゲットと協働して動作するのに適した変換器の２次巻線の一実施形態の一例を概略的かつ部分的に表す正面図である。
【図１９】誘導性角変位センサにおけるターゲットのパターンのさらなる形状パラメータに応じた線形性に関する最適のターゲット−変換器距離の進行を表す図である。
【図２０Ａ】誘導性角変位センサの変換器の一例を概略的に表す正面図である。
【図２０Ｂ】誘導性線形変位センサの変換器の一例を概略的に表す正面図である。
【図２０Ｃ】誘導性角変位センサの変換器の一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。
【図２０Ｄ】誘導性線形変位センサの変換器の一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。
【図２０Ｅ】図２０Ｄの変換器の挙動の小信号電気図である。
【図２１Ａ】誘導性角変位センサの変換器の一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。
【図２１Ｂ】誘導性角変位センサの変換器の一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。
【図２２Ａ】誘導性角変位センサの変換器の一実施形態のさらなる例を概略的に表す正面図である。
【図２２Ｂ】誘導性角変位センサの変換器の一実施形態のさらなる例を概略的に表す正面図である。
【図２３】誘導性角変位センサの一例のターゲットを概略的に表す正面図である。
【図２４】図２３のセンサの測定信号の進行を概略的に表す図である。
【図２５】誘導性角変位センサの一実施形態の一例のターゲットを概略的に表す正面図である。
【図２６】誘導性角変位センサの代替実施形態のターゲットを概略的に表す正面図である。
【図２７Ａ】誘導性角変位センサのさらなる代替実施形態を概略的に表す正面図である。
【図２７Ｂ】誘導性角変位センサのさらなる代替実施形態を概略的に表す正面図である。
【図２７Ｃ】誘導性角変位センサのさらなる代替実施形態を概略的に表す正面図である。
【図２８】誘導性角変位センサターゲットの一実施形態の一例を表す斜視図である。
【図２９】誘導性角変位センサターゲットの一実施形態のさらなる例を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
見やすいように、様々な図において同じ要素は同じ参照によって指し、さらに様々な図は、原寸に比例して描かれていない。さらに、以下、本説明では、特に指定しない限り、「ほぼ、約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、「実質上（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「前後（ａｒｏｕｎｄ）」、「程度（ｏｆ  ｔｈｅ  ｏｒｄｅｒ  ｏｆ）」、「事実上（ｐｒａｃｔｉｃａｌｌｙ）」などの用語は、「２０％以内、好ましくは５％以内」、または角距離に関するときは「５°以内、好ましくは２°以内」を意味し、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「横方向（ｌａｔｅｒａｌ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「頂部（ｔｏｐ）」、「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」などの方向に関する参照は、対応する図に示されるように向けられたデバイスに当てはまる。実際には、これらのデバイスを異なる向きにしてもよいことが理解される。
【００２９】
機械部分の互いに対する変位の誘導測定に特に注目した。本明細書では、誘導測定という用語は、電気コイルを用いた交番電磁界の測定を指す。制限的ではないがより具体的には、本出願は、渦電流センサの技術的下位区分に関し、インダクタによって生成される電磁界は、インダクタ近傍における可動（インダクタに対して）の導電部分の存在および配置に応じて、異なる形で確立される。そのような電磁現象は、電磁界の特定の電気周波数が十分に大きい値を採用するとき、計測の目的で利用可能になり、この大きさの概念は、導電部分の幾何学的寸法、その電気および磁気特性、その温度などの複数のパラメータによって決定される。本明細書では、変位測定という用語は、インダクタまたはインダクタ基準系に対する導電部分の変位の位置、速度、加速度、または任意の他の特徴量に関する情報の推定を指す。変位としては、互いに対する、または別個の軸に沿った、角変位（軸の周りの回転）、線形変位（軸に沿った並進）、またはそのような変位の任意の組合せが、等しく十分に考慮される。制限的ではないがより具体的には、本出願は、誘導性位置センサ、誘導性速度センサ、および／または誘導性加速度センサの技術的下位区分に関する。
【００３０】
誘導性変位センサは、典型的には、変換器（たとえば、測定基準系に強固に接続され、フレームとしても知られている）と、ターゲット（たとえば、測定基準系に対する可動機械部分に強固に接続される）とを備える。ターゲットは、変換器から離れて配置され、変換器に（機械的または電気的に）接触しない（非接触測定）。変換器は、交番電磁界をもたらすのに適した１次巻線またはインダクタと、１次巻線によってもたらされる電磁界の存在下で起電力またはＥＭＦとも呼ばれる交番電圧が誘導される端子に位置する少なくとも１つの２次巻線とを含む。ターゲットは、結合接極子とも呼ばれる部分的または完全に導電性の要素であり、変換器の前におけるその存在および／または動きは、１次巻線と２次巻線との間の結合を変更する。ターゲットが１次巻線と２次巻線との間の結合に与える影響は、変換器に対するターゲットの位置だけでなく、変換器に対するターゲットの速度にも依存することに留意されたい。
【００３１】
したがって、電磁界分布は、変換器に対するターゲットの位置および相対変位に応じて空間的に形成される。機械部分の変位中、電磁界の空間分布は変化し、したがって２次巻線内で誘導されるＥＭＦも変化する。１次巻線によってもたらされる電磁界によって誘導されるＥＭＦを２次巻線の端子において分析することで、変換器の２次巻線に対するターゲットの位置および／または変位を推定することが可能になる。制限的ではないがより具体的には、２次巻線の端子におけるＥＭＦ振幅の時間的変動により、変換器に対するターゲットの位置、速度、および／または加速度を推定することが可能になる。
【００３２】
本明細書では、以下、本出願において、２次巻線の端子における起電力範囲振幅という用語は、たとえば励起周波数（すなわち、１次巻線の端子に印加される交番電圧の周波数）に関して−Δｆ〜＋Δｆの周波数帯域内で、制限された周波数成分信号によって採用される瞬時値を指すことが指定され、ここで、Δｆはたとえば、１００Ｈｚ〜１００ｋＨｚの値を採用してもよく、機械的変位の情報またはその特徴情報の一部を有する。この信号は、起電力内に含まれており、励起周波数および／またはその高調波において変調される。この信号は、周波数転置およびフィルタリング方法を用いて、より具体的には基底帯域転置およびフィルタリング方法を用いて、得ることができる。そのような方法の好ましい例は、同期励起周波数信号を使用して（変調された）起電力の同期復調を実施することからなり、電気位相は、特有の基準を満たすように、たとえば復調出力において得られる信号を最大にするように選択される。代替の方法は、同期復調後に信号の係数を計算することからなり、これは、電気復調位相を設定しない利点および欠点を伴う。また、電磁力の振幅は、本発明によるセンサを用いた変位測定の実施にとって好ましい測定量であるが、有限値の負荷が２次巻線の端子に接続されたとき（負荷の適合）の２次巻線における位相、周波数、または電力など、さらなる電気測定量を除外するものではないことが指定される。
【００３３】
誘導性変位センサ、より具体的には渦電流位置センサの例は、欧州特許出願公開第０１８２０８５号明細書に記載されている。
【００３４】
しかし、知られている誘導性変位センサは、様々な欠点を伴う。特に、周知のセンサは、組立ての不正確さ（位置合わせ不良、傾き、および／またはターゲット／変換器の距離）、ならびに測定領域近傍における導電部分の存在の影響を比較的受けやすく、これらは産業的使用にとって問題となる。また、センサ応答の線形性の欠如に付随する問題が生じる可能性もある。さらに、周知のセンサにおけるターゲットの位置および／または変位の推定の精度および強健性は、改善するに値するはずである。さらに、いくつかのタイプの周知のセンサの測定範囲の程度を増大することができることが望ましいはずである。加えて、周知のセンサの１つの欠点は、比較的脆弱であることであり、これは、いくつかのタイプの適用分野、特に産業的環境において問題となる。
【００３５】
周知のセンサの欠点のすべてまたは一部を改善する誘導性変位センサを有することができることが、望ましいはずである。
【００３６】
本明細書では、角変位センサ、より具体的にはほぼ平面の略形状を有する角変位センサ、たとえば略ディスク形状を有するセンサ、３６０°以下の開口角を有する円環状ストリップ形状を有するセンサに、特に注目した。しかし、以下を読めば、本出願に記載する実施形態の例、実施形態、および代替実施形態はすべて、さらなるタイプの誘導性変位センサ、たとえば上述した欧州特許出願公開第０１８２０８５号明細書に記載されているタイプの誘導性線形変位センサに適合させることができることが理解されよう。本出願に記載する実施形態の例をさらなるタイプの誘導性変位センサに適合させることは、当業者の理解の範囲内であり、したがって以下では詳述しない。
【００３７】
説明的で非制限的な例として、本出願に記載しかつ図に示す誘導性センサの特徴寸法（角度センサの場合は直径、線形センサの場合は幅）は、５ｍｍ〜２００ｍｍ、好ましくは４０ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００３８】
図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、略ディスク形状を有する平面タイプの誘導性角度位置センサ１００の一例を概略的に表す正面図およびプロファイル図である。
【００３９】
センサ１００は、１次導電巻線１０１および２次導電巻線１０３を含む変換器１１０を備える。図１Ｂでは、変換器１１０の１次および２次巻線は詳細に示していない。好ましくは、１次巻線１０１は、反対の巻線方向および別個の半径を有する２つのほぼ円形、同心円状、かつ共平面の導電ターンまたはループ１０１ａおよび１０１ｂを備える。１次巻線１０１の各ターン１０１ａ、１０１ｂは、少なくとも１回の回転、好ましくは複数回の回転を含む。ターン１０１ａおよび１０１ｂは、好ましくは、同じ強度であるが反対の流れ方向の電流が横断するように、直列に接続されるが、任意選択で、その端子において同じ電圧が生じるように、並列に接続することもできる（好ましくは２つのターンにおける電流の流れ方向が反対になるように適用される）。図１の１次巻線の配置例の利点は、２つのターン間に位置する環状ストリップ内に実質上均一の励起場をもたらし、このストリップの外側では実質上ゼロの励起場をもたらすことが可能になることである。別法として、１次巻線１０１は、単一のターン（１回または複数回の回転を有する）を含むことができる。より一般的には、１次巻線１０１は、変換器の測定領域内に電磁界を生成するように配置された１つまたは複数の同心円状のターン（それぞれ１回または複数回の回転を有する）を含むことができる。記載する実施形態は、１次巻線のこれらの特定の配置に制限されない。
【００４０】
表す例では、２次巻線１０３は、ターン１０１ａおよび１０１ｂ間に位置する円環状ストリップの形状で空間的に配置された導電ターンまたはループからなる。巻線１０３は、たとえば、ターン１０１ａおよび１０１ｂとほぼ同じ平面内、または実質上平行の平面内に位置する。
【００４１】
この例では、正面図において、ターン１０３は、ターン１０１ａおよび１０１ｂによって画定される環状ストリップの開口角αを有する角度セクタの輪郭を実質上追従する。ターン１０３は特に、環状ストリップ部分の輪郭の径方向部分および正放線部分を備える。そのような巻線は、α°の範囲にわたって角度位置測定を可能にする。表す例では、ターン１０３の開口角αは、３０°にほぼ等しい。しかし、記載する実施形態は、この特定の事例に制限されない。別法として、角度αは、０〜１８０°の任意の値を採用することができる。ターン１０３は、好ましくは、単一の回転を含むが、任意選択で、複数の回転を含むことができる。１次巻線１０１および２次巻線１０３は、たとえば、厚さ数マイクロメートル〜数ミリメートルのウェーハ、たとえばＰＣＢ（「プリント回路基板」）タイプの基板の形で、同じ誘電体基板（図示せず）の中および上に配置される。
【００４２】
センサ１００は、導電パターン１０７を備えるターゲット１１１をさらに備え、ターゲット１１１は、変換器からゼロとは異なる距離をあけて位置し、変換器に対して動くのに適している。図１Ａには、ターゲットの導電部分１０７のみが表されている。この例では、ターゲット１１１の導電パターン１０７は、変換器のターン１０３のパターンによって画定される環状ストリップ部分と実質上同じ形状を有する。ターゲットは、ターン１０１ａおよび１０１ｂの中心を通過する変換器の平面に直交する軸Ｚの周りに回転可能に取り付けられ、それにより、ターゲットが軸Ｚの周りで角度２αだけ回転すると、導電パターン１０７（開口角αを有する）は、変換器の２次巻線１０３のターンによって画定される環状ストリップの表面をほぼ完全に覆い、次いでほぼ完全に露出する。非制限的な例として、ターゲットは、たとえばディスクの形状の誘電体材料から作られた板からなることができ、変換器の方へ向けられた一方の面は、導電パターン１０７を形成する任意選択で磁性の導電材料層、たとえば金属層、たとえば鉄、鋼、アルミニウム、銅などの層で部分的に被覆される。別法として、ターゲットは、導電パターン１０７の形状に切断された金属板の部分のみからなることができ、この部分は、ターン１０１ａおよび１０１ｂによって画定される環状ストリップの部分の上で変換器に対して回転運動することができるように、任意の適した手段によって取り付けられる。
【００４３】
図１Ａおよび図１Ｂのセンサ１００の動作について、図２を参照して次に説明する。図２は、変換器１１０に対するターゲット１１１の角度位置θに応じたセンサの２次巻線１０３の端子における起電力Ｖの振幅の進行を表す。
【００４４】
動作の際、交番電流ＩＰの流れは、１次巻線１０１内の電気的手段によって印加される。巻線１０１内の電流ＩＰの流れは、ターゲットがない場合、２次巻線１０３が横断する円環状ストリップ内の回転によって、実質上対称の分布を有する電磁界Ｂをもたらす。非制限的な例として、１次巻線内に印加される代替の励起電流ＩＰの周波数は、５００ｋＨｚ〜５０ＭＨｚ（たとえば、４ＭＨｚ）である。電流ＩＰの振幅は、たとえば、０．１ｍＡ〜１００ｍＡ（たとえば、２ｍＡ）である。ターゲット１１１がない場合、またはより一般的には、ターゲットの導電パターン１０７が２次巻線１０３を覆っていないとき、２次巻線１０３は、その端部間に、１次巻線の励起周波数に実質上等しい周波数および原則的にゼロとは異なる振幅を有する交番ＥＭＦ  Ｖを供給する。ターゲット１１１の導電パターン１０７が２次巻線１０３のすべてまたは一部を覆うとき、ターン１０３近傍の空間的電磁界分布は、ターン１０３に面して位置する導電パターン１０７の表面部分の配置および変位に応じて変動する。さらなる説明は、１次巻線内の電流ＩＰの流れによって生成される励磁の作用を受けて、導電パターン１０７内に渦電流が現れ、ターン１０３に面して位置するパターン１０７の表面部分の配置および変位に応じた電磁界の空間分布の変更が誘導されると見なすことからなる。ターン１０３に面して位置するパターン１０７の表面部分の配置および変位に応じた電磁界の空間分布のこれらの変化または変動は、ターン１０３に面して位置するパターン１０７の表面部分の配置および変位に応じた２次巻線の端子における電圧範囲の振幅Ｖの誘導、変動、または変化によって伝えられる。
【００４５】
非制限的で説明的な例として、ターゲットは、θ＝−α°〜θ＝α°の角度位置の範囲内で、変換器に対して軸Ｚの周りを回転運動することができると見なされる。位置θ＝−α°は、図１Ａに表す配置に対応しており、導電パターン１０７がターン１０３を隠していないが、上から見ると、径方向縁部がターン１０３の径方向縁部に隣接していると任意に見なされる。したがって、角度位置θが−α°〜０°の範囲である場合、導電パターン１０７のうちターン１０３に面して位置する部分の表面積は、角度位置θが増大すると増大し、角度位置θが０°〜α°の範囲である場合、導電パターン１０７のうちターン１０３に面している部分の表面積は、角度位置θが増大すると減少する。θ＝−α°〜θ＝α°の角度位置の範囲外では、導電パターン１０７のうち２次巻線１０３のターンに面している部分の表面積はゼロになり、変換器に対するターゲット１１１の位置および／または変位を測定することはできない。
【００４６】
誘導性変位センサの２次巻線の端子において測定される電圧の範囲の振幅Ｖは、理論的には、ターゲットの導電パターンの表面積のうち２次巻線に面して位置する部分の面積に比例する。したがって、図２に見られるように、角度位置θが−α°〜０°の範囲である場合、信号Ｖは、角度位置θが増大すると減少し、θ＝−α°に対する高値Ｖｍａｘからθ＝０°に対する低値Ｖｍｉｎに変化し、角度位置θが０°〜α°の範囲である場合、信号Ｖは、角度位置θが増大すると増大し、θ＝０°に対する低値Ｖｍｉｎからθ＝α°に対する高値Ｖｍａｘに変化する。したがって、信号Ｖは、理論的には、−α°〜α°の角度範囲にわたってＶｍｉｎ〜Ｖｍａｘを線形に変動する三角波信号である。以下、実際には、信号Ｖは、非線形領域を有し、したがって正弦波の形状を有する傾向があることが理解されよう。
【００４７】
したがって、θ＝−α°〜θ＝０°の角度位置の範囲内またはθ＝０°〜θ＝α°の角度位置の範囲内で、２次巻線１０３の端子における起電力の範囲の振幅Ｖの測定により、変換器に対するターゲットの角度位置θを判定することが可能になる。信号Ｖの値は、上述した２つの角度位置範囲内のターゲットの角度位置θに応じて変動するが、信号Ｖの測定では、−α°〜０°の範囲の位置値と０°〜α°の範囲の位置値を区別することはできない（非全射的測定）。したがって、角度αが１８０°を超過しないことを条件として、センサ１００によって実際に測定することができる角度位置の範囲の程度は、α°にほぼ等しい。
【００４８】
図３Ａおよび図３Ｂは、略ディスク形状を有する誘導性角度位置センサのさらなる例を概略的に表す正面図である。このセンサは、図３Ａに表す変換器１１２と、図３Ｂに表すターゲット１１４とを備える。図３Ｂのターゲット１１４は、その導電パターンによって、図１Ａのターゲット１１１とは本質的に異なる。特に、図３Ｂのターゲット１１４は、単一の導電パターン１０７ではなく、ターゲットに強固に接続された変換器に対して動くのに適した１組のＮ個の導電パターン１１７ｉを含むという点で、図１Ａのターゲット１１１とは異なる。Ｎは２以上の整数であり、ｉは１〜Ｎの範囲の整数である。図３Ａの変換器１１２は、その２次巻線１１３の形状によって、図１Ａの変換器１１０とは本質的に異なる。特に、図３Ａの変換器１１２の２次巻線１１３は、単一の導電ターンではなく、１組のＮ個のターン１１３ｉを含む。図３Ｂのターゲット１１４は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して記載したものと同様もしくは同一に、図３Ａの変換器１１２に対して回転可能に取り付けられることが意図される。
【００４９】
この例では、正面図において、１組の導電パターン１１７ｉおよび１組のターン１１３ｉは、それぞれＮ個の実質上同一のパターン１１７ｉおよび１１３ｉの回転による繰返しからなる。これらのパターンの回転による繰返しは、２αの空間周波数によって実行され、すなわち、α°に実質上等しい開口角を有する各パターンが、α°に実質上等しい正放線範囲の空の円環状ストリップの一部分によって、最も近い隣接パターンから隔置される。
【００５０】
略形状が閉じた円環状ストリップであり、すなわち３６０°に等しい開口角を有するセンサの場合、パターンの開口角αの値は、好ましくは、１回転（３６０°）当たりのパターン繰返し総数を確保するために、α＝３６０°／２Ｎになるように選択される。図３Ａおよび図３Ｂの例では、Ｎ＝６およびα＝３０°である。
【００５１】
言い換えれば、図３Ａの変換器は、Ｎ個のループまたはターン１１３ｉを直列に備える２次巻線１１３を備える。各ターン１１３ｉは、図１Ａのターン１０３と同じタイプの円帯状ストリップセクタの形状を有し、α＝３６０°／２Ｎ（すなわち、この例ではα＝３０°）にほぼ等しい角度寸法を有する。Ｎ個のターン１１３ｉは、１次巻線１０１のターン１０１ａおよび１０１ｂによってほぼ画定される円環状ストリップの３６０°に沿って規則的に分散され、すなわち、２次巻線の２つの連続するターン１１３ｉが、αにほぼ等しい角度を有する環状ストリップ部分によって分離される。
【００５２】
図３Ｂのターゲットは、Ｎ個の導電パターン１１７ｉを備える。各パターン１１７ｉは、図１の導電パターン１０７と同じタイプの円帯状ストリップセクタの形状を有し、α＝３６０°／２Ｎにほぼ等しい角度寸法を有する。Ｎ個の導電パターン１１７ｉは、ターゲットの環状ストリップに沿って規則的に分散され、ターン１１３ｉを含む変換器の環状ストリップに面して位置決めされることが意図される。
【００５３】
以下、本出願では、多極センサという用語は、図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明するタイプのセンサを指すものとし、Ｎはセンサの磁極の数を指す。図１Ａの例では、αが値１８０°を採用する場合、１つの磁極対を有するセンサを指す。より具体的には、多極センサという用語は、基本導電パターンが、変換器に対するターゲットの変位の自由度に対して平行方向に沿って（すなわち、上述したタイプの角度センサ内の正放線方向に沿って）、ターゲット上で少なくとも２回規則的に繰り返されるセンサを指すものとする。
【００５４】
複数の磁極対を有する電気モータの電気周期と同様に、２つの隣接するパターン１１７ｉ間の開口角および２つの隣接するパターン１１３ｉ間の開口角を、センサの電気周期であるものとして、次に参照するものとする。導電パターンが開口角α°を有し、これらのパターン間の空洞も開口角α°を有する図３Ａおよび図３Ｂのセンサの特有の事例では、電気周期は２α°に等しく、裏を返せば、導電パターンの開口角は、センサの電気半周期に等しい。これは、好ましいが排他的でない事例である。設計によって、略形状が閉じた円環状ストリップであるセンサの場合、α＝３６０°／２Ｎであるため、電気周期は、好ましくは３６０°の約数である。これらの条件の下で、多極誘導性センサは、α°の測定範囲を有し、これはその電気周期２α°の２分の１に等しい。図１Ａの例では、αが値１８０°を採用する場合、電気周期は３６０°に等しく、測定範囲は電気周期の２分の１、すなわち１８０°にほぼ等しい。α＝３０°である図３Ａおよび図３Ｂの例では、電気周期は２α＝６０°であり、測定範囲は電気周期の２分の１、すなわちα＝３０°にほぼ等しい。
【００５５】
図４は、変換器に対するターゲットの角度位置θに応じた図３Ａおよび図３Ｂのセンサの２次巻線１１３の端子における起電力の範囲の振幅Ｖの進行を表す図である。
【００５６】
図４に見られるように、変換器に対するターゲットの角度位置θが０°から３６０°に変動するとき、信号Ｖは、高値Ｖｍａｘと低値Ｖｍｉｎとの間で周期的に変動し、変動の角度周期は、センサの電気周期２αにほぼ等しい。
【００５７】
図３Ａおよび図３Ｂのセンサによって測定されるのに適した角度位置θの範囲の振幅は、電気周期の２分の１、すなわちα°にほぼ等しい。
【００５８】
図１Ａおよび図１Ｂのセンサに対する図３Ａおよび図３Ｂのセンサの１つの利点は、ターゲットおよび変換器上により多数のパターンが分散されることで、拡大された測定領域上で分散された測定が可能になることであり、各パターンは、設計により全体的な起電力の生成に局所的に寄与し、この起電力は、図１Ａおよび図１Ｂのセンサより、変換器に対するターゲットの位置決め誤差の影響を受けにくく、行われる測定は、１組のパターン１０７−１０３を使用して行われる局所的な測定である。測定のこの強健性は、センサの磁極の対の数Ｎが増大すると特に大きくなる。
【００５９】
図５は、図３Ａおよび図３Ｂのセンサの代替実施形態を示す。図５では、センサの変換器のみを示し、ターゲットは図３Ｂのものと同一である。
【００６０】
図５のセンサの変換器は、図３Ａの変換器と同じ要素を備え、Ｎ個のループまたはターン１１３ｉ’を直列に備える第２の２次巻線１１３’をさらに備える。見やすいように、巻線１１３の異なるループ１１３ｉ間の接続および巻線１１３’の異なるループ１１３ｉ’間の接続は、図５には示していない。２次巻線１１３’（破線として表す）は、２次巻線１１３（実線として表す）と実質上同一であり、変換器の２次巻線１１３と同じ環状ストリップ内に、センサの電気周期の４分の１に対応し、すなわち２次巻線１１３に対するα／２にほぼ等しい角度オフセットで配置される。
【００６１】
図６は、変換器に対するターゲットの角度位置θに応じた、図５のセンサの２次巻線１１３の端子における起電力の範囲の振幅Ｖ（実線）の進行、および図５のセンサの２次巻線１１３’の端子における起電力の範囲の振幅Ｖ’（破線）の進行を表す図である。
【００６２】
図６に見られるように、変換器に対するターゲットの角度位置θが０°から３６０°に変動するとき、信号ＶおよびＶ’は、高値Ｖｍａｘと低値Ｖｍｉｎとの間で周期的に変動し、変動周期は、センサの電気周期に等しく、すなわちこの例では２α°にほぼ等しく、互いに対する角度オフセットは、センサの電気周期の４分の１、すなわちこの例では約α／２°に実質上等しい。
【００６３】
図３Ａの変換器に対する図５の変換器の１つの利点は、センサによって測定されるのに適した角度位置θの範囲を、図３Ａおよび図３Ｂの例の半周期（すなわち、α°）ではなく、電気周期（すなわち、２α°）のほぼ全体にまで拡大することが可能になることである。
【００６４】
図７は、図３Ａおよび図３Ｂのセンサのさらなる代替実施形態を示す。図７では、センサの変換器のみを示し、ターゲットは図３Ｂのものと同一である。
【００６５】
図７のセンサの変換器は、その２次巻線の形状によって、図３Ａの変換器とは本質的に異なる。図７のセンサの変換器は、直列に相互接続された交互の巻線方向の２Ｎ個のループまたはターンを備える２次巻線１２３を備える。言い換えれば、２次巻線１２３は、電気回路またはターンの２Ｎ個のパターンを備え、各パターンは、最も近いパターンに逆直列に接続される。より具体的には、巻線１２３は、図３Ａの変換器のＮ個のターン１１３ｉと実質上同一である同じ巻線方向のＮ個のターン１２３ｉ＋を備え、反対の巻線方向のＮ個のターン１２３ｉ−をさらに備え、各ターン１２３ｉ−は、２つの連続するターン１２３ｉ＋間に配置され、各ターン１２３ｉ−は、ターン１２３ｉ＋と同じタイプの円環状ストリップセクタの形状を有する。見やすいように、巻線１２３のターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−間の接続は、図７には示していないが、２つの巻線方向を、ターン１２３ｉ＋に対する＋の符号およびターン１２３ｉ−に対する−の符号によって概略的に表す。
【００６６】
より具体的には、図７の例では、より見やすい図形表示を可能にするために、各ターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−の開口角αは、電気半周期より厳密には小さくなるように選択した。実際には、各ターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−の開口角αは、より小さい値、ちょうどの値、またはより大きい値により電気半周期に近似することができる。一実施形態の好ましいが排他的でない例である、開口角が１つの電気半周期にちょうど等しい特有の事例では、Ｎ個のターン１２３ｉ＋の開口角およびＮ個のターン１２３ｉ−の開口角の合計は、３６０°に等しく、または言い換えれば、軸Ｚによって方向付けられかつセンサの中心を中心として有する基準系｛Ｒ，θ｝（図示せず）において、２つの隣接するターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−の径方向の構成トラックは、同じ空間座標を共用する。しかしこれは明らかに、これらのトラックを軸Ｚに沿って２つの別個の平面上に位置決めすることができる限り、これらのトラックが一体になること、ならびにターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−が短絡することを意味するものではない。
【００６７】
２つの隣接するターン１２３ｉ＋間の空間的な繰返し周期、および２つの隣接するターン１２３ｉ−間の空間的な繰返し周期は、ターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−の開口角αにかかわらず、センサの１つの電気周期に等しく維持される。センサの電気半周期とは異なる開口角を有するそのような１組のターンの使用の好ましい非制限的な例は、図７に示すように、ターン１２３ｉ＋および１２３ｉ−を規則的に正放線方向に分散させることからなる。
【００６８】
図８は、変換器に対するターゲットの角度位置θに応じた図７のセンサの２次巻線１２３の端子における起電力の範囲の振幅Ｖの進行を表す図である。
【００６９】
図８に見られるように、変換器に対するターゲットの角度位置θが０°から３６０°に変動するとき、信号Ｖは、高値Ｖｍａｘと低値Ｖｍｉｎとの間で周期的に変動し、変動の角度周期は、１つの電気周期にほぼ等しい。
【００７０】
図３Ａの変換器に対する図７の変換器の１つの利点は、振幅Ｖが０ボルト（Ｖｍｉｎ≒−Ｖｍａｘ）前後をほぼ中心とすることである。より一般的には、たとえば図７を参照して説明したものなどの空間的な差動測定の使用により、値ＶｍｉｎおよびＶｍａｘに対して低い平均振幅Ｖを有することが可能になる。これにより、変位の推定を目的とする測定の処理が簡略化され、特にずれおよび寄生による障害の影響が低減される。
【００７１】
確かに、図７のセンサの事例では、寄生作用に伴う、すなわちターゲットの変位から生じたものではない振幅Ｖのある程度の変動は、利得変動によって伝えられるだけであるが、図３Ａのセンサの事例では、これらの変動は、利得変動とオフセット変動の両方によって伝えられる。これは、たとえば、ターゲット−変換器距離の寄生変動のために１次側と、ターゲットと、２次側との間の結合係数が変動する事例に当てはまる。これはさらに、たとえば変換器およびターゲットの温度および相対距離に応じて、励起電流の振幅が変動する事例、たとえば電源電圧の寄生変動の事例、または１次巻線の電気特性のずれの場合にも当てはまる。
【００７２】
さらに、図７の例では、この測定の空間的に異なる性質のため、ターゲットの変位に関する情報を有していない外部場との２次巻線の結合がかなり低減される。これは特に、１次側によって生成される電磁界のうち、ＥＭＦの振幅の一定部分（ターゲット位置に依存しない）を誘導する部分に当てはまるが、２次巻線１２３近傍において実質上均一の分布を呈する外部電磁干渉にも当てはまる。
【００７３】
図７の代替実施形態は、電気周期の４分の１だけ角度的にオフセットされかつ約０ボルトを中心とする振幅ＶおよびＶ’の２つの信号を得るために、図５の代替実施形態と組み合わせることができる。
【００７４】
ＥＭＦの範囲の振幅Ｖが０ボルトをほぼ中心とすることは、必ずしも、変調された起電力により、周波数転置およびフィルタリング方法の実施前に前記特性が確証されることを意味しないことに留意されたい。概して、２次巻線における高インピーダンス測定の事例では、２次巻線の２つの端子のうちの一方が画定された電位（たとえば、電気量）を自発的に基準とするため、またはその平均電位の容量結合が環境の電位（たとえば、機械量）を基準とするため、起電力（変調済み）は、ゼロとは異なる平均値を有する。起電力の平均値に適用されるこの説明的な例はまた、その原点にかかわらず、電気信号のどの周波数成分にも該当する。そのような原点は、変調周波数を中心とする当該周波数帯域−Δｆ〜＋Δｆの外側に位置し、または言い換えれば、周波数転置方法後にゼロ周波数を中心とする当該周波数帯域−Δｆ〜＋Δｆの外側に位置する。
【００７５】
第１の態様
図９Ａは、図５（２つの２次側が電気周期の４分の１だけ空間的にオフセットされる）および図７（各２次側が交互の巻線方向の２Ｎ個のターンを備える）の実施形態の選択肢を組み合わせた上述したタイプの誘導性センサにおける、角度位置θに応じた振幅ＶおよびＶ’の信号の期待される理論上の進行を表す図である。図９Ａに見られるように、期待される理論上の振幅ＶおよびＶ’は、センサの電気周期に等しい周期を有する三角波周期信号であり、値Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘ間で、互いに対して電気周期の４分の１の角度オフセットで線形に変動する。確かに、理論的には、上述した欧州特許出願公開第０１８２０８５号明細書（段１２、行２２〜５７）に示されているように、誘導性センサの２次巻線の端子において測定される電圧の範囲の振幅は、ターゲットの導電パターンの表面のうちこの２次巻線に面して位置する部分の面積に比例する。しかし、上述した実施形態の例では、図７のパターン１２３ｉ＋およびパターン１２３ｉ−の場合、ターゲットの導電表面のうち２次巻線の電気回路パターンまたはターンに面して位置する部分は、角度位置θとともに線形に変動する。したがって、信号ＶおよびＶ’は、位置θに応じて部分によって線形に変動するはずである。
【００７６】
しかし本発明者らは、実際には、位置θに応じた信号ＶおよびＶ’の変動は概して、センサの電気周期において幅広い非線形領域を有することを観察した。より具体的には、実際には、位置θに応じた信号ＶおよびＶ’の変動は、確かに、センサの電気周期において低減された範囲の２つの実質上線形の領域を有し、これらの領域は、振幅ＶおよびＶ’のゼロ交差をほぼ中心とするが、これらの線形領域間には、飽和した、事実上あまり線形でない領域が挿入されており、これらの領域は、振幅ＶおよびＶ’の極値をほぼ中心とする。
【００７７】
位置θに応じた振幅ＶおよびＶ’の線形性が低いことは、欠点を伴う。特に、非制限的な例として、線形性の範囲が低減されることで、仏国特許出願公開第２９１４１２６号明細書および仏国特許出願公開第２８９１３６２号明細書に記載されている信号処理方法からの利益を完全に得ることができなくなる。
【００７８】
図９Ｂは、上述したタイプの誘導性センサにおいて角度位置θに応じた信号ＶおよびＶ’の実際の進行、典型的には実際に得られた進行を表す図である。図９Ｂに見られるように、信号ＶおよびＶ’は、センサの測定範囲の低減された角度範囲αＬの部分のみにおいて、線形に変動する。この角度範囲を、線形性範囲と呼ぶ。例として、各線形性範囲αＬは、センサの電気半周期（図示の例では、α°に等しい）の２０％〜９０％の範囲を有する。線形性範囲αＬは、たとえば、振幅Ｖに対する線形近似ＶＬと振幅Ｖの差ＥＬが閾値ＥＬ０より小さくなるように線形近似ＶＬを発見することが可能な最大角度範囲として定義され、この範囲は振幅Ｖの平均値を実質上中心とし、閾値ＥＬ０は、たとえば振幅Ｖの極値の割合として、たとえば振幅Ｖの極値の０．０１％〜１０％の値の範囲内で、センサに対して求められる線形度に応じて定義される。言い換えれば、線形性範囲αＬは、振幅Ｖが設定値ＥＬ０の１つの最大近似範囲内で変換器に対するターゲットの位置とともに実質上線形に変動する最大角度範囲である。実際には、概して、この逆を行うことが求められ、すなわち、所与の角度範囲αＬ、たとえば非制限的に、測定を行うことが求められる角度範囲にわたって、最大線形性誤差ＥＬＭを評価することが求められる。また、センサの線形性を評価するさらなる方法は、所与の範囲αＬに対する振幅Ｖと線形近似ＶＬの最大差として定義される線形性誤差ＥＬＭを評価することである。好ましくは、非制限的に、２つの２次巻線を有するセンサに求められる線形性範囲は、電気半周期の少なくとも５０％であり、たとえば、測定すべき変位が急速であり、振幅の複数のサンプルの観察には電気半周期の５０％を超える必要があるときは、電気半周期の５０％〜８０％である。さらに好ましい例では、３つの２次巻線を有するセンサに求められる線形性範囲は、電気半周期の少なくとも３３％であり、たとえば、測定すべき変位が急速であるときは、電気半周期の３３％〜５０％である。以下、特に指定しない限り、排他的な選択と見なされることなく、本説明は、２つの２次巻線を有するセンサを提示することに制限され、また読みやすくする目的で、本説明は、これらの条件に明示的に言及することなく、単に線形性誤差ＥＬに言及することによってこれらの条件の下で定義される線形性誤差を参照するものとして、電気半周期の５０％という求められる線形性範囲にわたって線形性誤差を提示することに制限される。
【００７９】
本発明者らは特に、所与のターゲット−変換器距離（および所与の範囲αＬ）に対して、線形性誤差ＥＬが概して、センサの磁極の数Ｎが増大すると増大することを観察した。
【００８０】
しかし、この制限は、上述したような強健な測定を確保するために概して多数の磁極、典型的にはＮ＝６を必要とする限りにおける誘導性センサの産業的使用を示すものではない。
【００８１】
特にセンサによって供給される振幅の処理を容易にするために、既存のセンサより低い線形性誤差（またはより広い線形性範囲）を有する誘導性変位センサ、および特に多極センサを有することができることが望ましいはずである。非制限的な例として、線形性範囲を拡大することで、仏国特許出願公開第２９１４１２６号明細書および仏国特許出願公開第２８９１３６２号明細書に記載されている信号処理方法から利益を得ることを可能にすることができる。
【００８２】
第１の態様によれば、誘導性変位センサ、特に（それだけに限らないが）多極センサ、たとえば２つ以上の磁極対を有するセンサ、好ましくは６つ以上の磁極対を有するセンサにおいて、所与の角度範囲αＬにわたって、たとえば２つの２次巻線を有するセンサの場合はセンサの電気半周期の２分の１に延びる範囲αＬにわたって、または３つの２次巻線を有するセンサの場合は電気半周期の３分の１に延びる範囲αＬにわたって、線形性誤差ＥＬを低減させることが求められる。また、センサの２次巻線の端子における起電力の範囲の振幅が変換器に対するターゲットの角度位置θに応じてほぼ線形に変動するセンサの線形性範囲の程度、すなわちセンサの測定範囲内に含まれる位置範囲の程度を、増大させることが求められていることを、考慮に入れることができる。
【００８３】
本発明者らが行った研究により、誘導性センサの線形性範囲の程度は、空隙と呼ばれることのあるターゲット−変換器距離ｄ、すなわち変換器の２次巻線の中央面とターゲットの導電パターンとの間の距離に依存することが実証された。例として、ターゲット−変換器距離ｄは、変換器の２次巻線の中央面と、変換器の方を向いているターゲットの導電パターンの表面との間の距離として定義される。
【００８４】
図１０は、上述したタイプ（たとえば、図７を参照して説明したタイプ、Ｎ＝６つの磁極対）の誘導性センサ内の複数の別個のターゲット−変換器距離に対して、ターゲットの角度位置θに応じて変換器の２次巻線の端子において測定される起電力の範囲の振幅Ｖの進行を表す図である。曲線Ｖ１は、ターゲット−変換器距離ｄ１に対する振幅Ｖの進行を表し、曲線Ｖ２は、ｄ１より小さいターゲット−変換器距離ｄ２に対する振幅Ｖの進行を表し、曲線Ｖ３は、ｄ２より小さいターゲット−変換器距離ｄ３に対する振幅Ｖの進行を表す。線Ｖｌ１は、振幅Ｖ１の線形近似を点線形式で表し、線Ｖｌ２は、振幅Ｖ２の線形近似を点線形式で表し、線Ｖｌ３は、振幅Ｖ３の線形近似を点線形式で表す。図１０に見られるように、信号Ｖは、距離ｄ３において、距離ｄ２およびｄ１において得られる最大振幅より大きい最大振幅を有する。他方では、距離ｄ２における振幅Ｖの線形性誤差ＥＬ２は、それぞれ距離ｄ１およびｄ３における振幅Ｖの線形性誤差ＥＬ１およびＥＬ３より小さい。
【００８５】
図１１は、ターゲット−変換器距離に応じた誘導性変位センサ、たとえば図７を参照して説明したタイプのセンサ（Ｎ＝６つの磁極対）の変換器の２次巻線の端子において測定される起電力の範囲の振幅Ｖの線形性誤差ＥＬの進行を表す図である。この例では、線形性誤差ＥＬは、たとえばセンサの電気周期の２分の１に延びる角度位置θの所与の範囲（ＥＭＦの単調部分）において、センサの応答の線形近似と測定される実際の応答との最大差（絶対値）に対応する。図１１に見られるように、線形性誤差ＥＬが最小値を通る最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔが存在する。より一般的には、本発明者らは、特に磁極対の数にかかわらず、すべてのタイプの誘導性変位センサにおいて、最小線形性誤差を観察することができることを観察した。この最小値は、センサの構成（特に、磁極対の数）に依存する最適のターゲット−変換器距離の場合に実現される。したがって、理論的には、誘導性センサにかかわらず、線形の応答を得ることが可能である。理論的という用語は、適した測定計器の精度が制限され、使用が制約される中、磁極対の数Ｎが特に大きいときは、距離ｄｏｐｔが、実際には測定できなくなるほど極めて小さくなることを指す。
【００８６】
第１の実施形態によれば、ターゲット−変換器距離ｄが、センサによって測定される振幅の線形性誤差が最小になる距離ｄｏｐｔの０．８〜１．５倍である誘導性変位センサが想定される。この最適距離は、試験を使用して、たとえば図１１に表すタイプの曲線を描くことによって、容易に判定することができることに留意されたい。
【００８７】
しかし本発明者らは、実際には、いくつかのセンサ、特に多くの数Ｎ、典型的には３以上、より具体的には６以上のＮの磁極対を有するセンサの場合、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離が、比較的小さくなり、たとえば０．２ｍｍより小さくなる可能性があることを観察した。これは、いくつかのタイプの測定にとって、特に製造、組立て、および使用上の公差のために特にそのような距離を許容できない産業的環境において、問題となる可能性がある。
【００８８】
さらに、本発明者らは、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離が、変換器および／またはターゲットの外径などのセンサの幾何学的パラメータを含む複数のさらなるパラメータに依存することを観察した。より具体的には、本発明者らは、センサの直径が増大すると、最適のターゲット−変換器距離も増大し、たとえば１ｍｍより大きい比較的高い値を採用する可能性があることを観察した。これは、いくつかのタイプの測定にとって、特にある程度小型の設計を確保することが求められる産業的環境において、問題となる可能性がある。
【００８９】
線形性に関する最適のターゲット−変換器距離が、測定環境と適合しない（過度に高いまたは過度に低い）事例では、環境的制約の限度内で最適の距離に可能な限り最も近いターゲット−変換器距離における位置決め、および測定信号の数学的処理（後処理）を適用することによる非線形性の補正を想定することが可能である。しかし本発明者らは、実際には、この解決策には精度および強健性に関して限界があり、特に仏国特許出願公開第２９１４１２６号明細書および仏国特許出願公開第２８９１３６２号明細書に記載されている信号処理方法の実施にとって満足のいくものでないことを観察した。
【００９０】
本発明者らが提案し、図１２Ａ〜図１２Ｄ、図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４、および図１５に示す第１の解決策は、センサに加えて、線形性に関するターゲット−変換器距離を大幅に増大させるように選択された追加の電磁界閉じ込め部分を、変換器の１次巻線から特有の距離をあけて配置することである。
【００９１】
図１２Ａ〜図１２Ｄは、誘導性角変位センサの実施形態の４つの例を概略的に示す断面図である。
【００９２】
図１２Ａの例では、センサは、ターゲット−変換器距離ｄ（この例では、ｄは変換器の２次巻線の中央面と、変換器の方へ向けられたターゲットの導電パターンの表面の平面との間の距離）をあけて配置された変換器２０１およびターゲット２０３を備え、追加の電磁界閉じ込め部分を備えない。
【００９３】
図１２Ｂの例では、センサは、ターゲット−変換器距離ｄをあけて配置された変換器２０１およびターゲット２０３を備え、導電材料、たとえばターゲットの導電パターンと同じ材料、または鉄、鋼、アルミニウム、銅などの任意選択で磁性の任意の他の導電材料から作られた、追加の電磁界閉じ込め部分２０５をさらに備える。この例では、部分２０５は、ターゲット２０３の変換器２０１とは反対の側に配置され（すなわち、ターゲット２０３が変換器２０１と部分２０５との間に位置する）、ターゲット２０３の方へ向けられた部分２０５の表面は、好ましくは、変換器の中央面に対してほぼ平行であり、したがって、ターゲット（組立ての不正確さを受けやすい）の中央面に対してもほぼ平行である。電磁界閉じ込め部分２０５は、好ましくは、センサの変位の自由度に対して平行方向に沿って周期的であり、すなわち、角度位置センサの事例では、回転（ほぼターゲットの対称軸である軸の周り）が周期的であり、閉じ込め部分の導電パターンの空間的周期は、好ましくは、ターゲットの導電パターンの周期とは別個である。説明的で非制限的な例として、部分２０５は、回転対称である。部分２０５は、部分−変換器距離ｌをあけて配置され、部分−変換器距離ｌは、この例では、変換器の１次巻線の中央面と、変換器の方へ向けられた部分の導電パターンの表面の平面との間の距離として定義される。部分２０５は、好ましくは、ターゲットに強固に接続され、すなわち、変換器に対するターゲットの位置が変化するとき、変換器に対して可動である。
【００９４】
図１２Ｃの例では、センサは、ターゲット−変換器距離ｄをあけて配置された変換器２０１およびターゲット２０３を備え、たとえば図１２Ｂの部分２０５に同一または類似の追加の電磁界閉じ込め部分２０５’をさらに備える。部分２０５’は、好ましくは、ほぼ変換器の１次巻線の対称軸である対称軸の周りで、回転が周期的であり、たとえば回転対称である。この例では、部分２０５’は、変換器２０１のターゲット２０３とは反対の側に配置される（すなわち、変換器２０１がターゲット２０３と部分２０５’との間に位置する）。部分２０５’は、部分−変換器距離ｌ’をあけて配置される。例として、距離ｌ’は、変換器の１次巻線の中央面と、変換器の方へ向けられた部分の導電パターンの表面の平面との間の距離として定義される。部分２０５’は、好ましくは、変換器に強固に接続され、すなわち、変換器に対するターゲットの位置が変化するとき、変換器に対して固定される。
【００９５】
図１２Ｄの例では、センサは、ターゲット−変換器距離ｄをあけて配置された変換器２０１およびターゲット２０３と、変換器２０１のターゲット２０３とは反対の側に変換器から距離ｌをあけて配置された第１の電磁界閉じ込め部分２０５（たとえば、図１２Ｂの部分２０５に同一または類似）と、ターゲット２０３の変換器２０１とは反対の側に変換器から距離ｌ’をあけて配置された第２の電磁界閉じ込め部分２０５’（たとえば、図１２Ｃの部分２０５’に同一または類似）とを備える（すなわち、変換器２０１およびターゲット２０３は、部分２０５および２０５’間に位置する）。
【００９６】
部分２０５および／または２０５’は、点ごとに、または空間的に分散された形で、センサの他の要素に電気的に接続してもしなくてもよい。特に、部分２０５は、ターゲットの１つまたは複数の導電パターンに電気的に接続することができ、部分２０５’は、たとえば２次巻線の点、１次巻線の点における変換器上で利用可能な電位に、または変換器の接地に、電気的に接続することができる。
【００９７】
図１３Ａは、それぞれ図１２Ａ〜図１２Ｄのセンサの４つの例に対するターゲット−変換器距離に応じたセンサの線形性誤差ＥＬの進行を表す４つの曲線ＥＬＡ、ＥＬＢ、ＥＬＣ、およびＥＬＤを含む図である。曲線ＥＬＡ、ＥＬＢ、ＥＬＣ、およびＥＬＤはそれぞれ、図１１の曲線と同じタイプのものであり、すなわち、それぞれ特定の最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔＡ、ｄｏｐｔＢ、ｄｏｐｔＣ、およびｄｏｐｔＤの場合に、線形性誤差値を通る。図１３Ａに見られるように、距離ｄｏｐｔＡは距離ｄｏｐｔＢより小さく、距離ｄｏｐｔＢは距離ｄｏｐｔＣより小さく、距離ｄｏｐｔＣは距離ｄｏｐｔＤより小さい。本発明者らが行った試験により、１つまたは複数の追加の電磁界閉じ込め部分を追加することで、誘導性変位センサの線形性に関する最適のターゲット−変換器距離を数十ミリメートル〜数ミリメートル増大させることができることが実証された。
【００９８】
追加の電磁界閉じ込め部分の軸Ｚに沿った位置決め、より具体的には１つまたは複数のこれらの部分と変換器の１次巻線との間の距離は、１つまたは複数のこれらの部分を追加することから生じる線形性に関する最適のターゲット−変換器距離の増大の有効性に影響を与える。したがって、１次巻線と追加の電磁界閉じ込め部分との間には、センサを動作させることが求められる距離ｄの０．６５〜１．２５倍の値に到達するように最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔが増大されるような（ある程度の）最適の距離ｌｏｐｔおよび／またはｌｏｐｔ’が存在する。この求められる値は、場合により、非制限的に、０．５〜１．５ｍｍであり、様々な産業的適用分野に適合している値の範囲である。
【００９９】
図１３Ｂは、図１２Ｃまたは図１２Ｄに表す追加の電磁界閉じ込め部分２０５’を追加した事例における、ターゲット−１次側距離ｄｃｐｒに対する部分−１次側距離ｄｐｉｐｒ’の比に応じた、上述したタイプの誘導性角変位センサに対する線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔの進行を表す図である。図１３Ｂに見られるように、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離は、比ｄｐｉｐｒ’／ｄｃｐｒが減少すると増大する。
【０１００】
図１３Ｃは、図１２Ｂまたは図１２Ｄに表す追加の電磁界閉じ込め部分２０５を追加した事例における、ターゲット−１次側距離ｄｃｐｒに対する部分−１次側距離ｄｐｉｐｒの比に応じた、上述したタイプの誘導性角変位センサに対する線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔの進行を表す図である。図１３Ｃに見られるように、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離は、比ｄｐｉｐｒ’／ｄｃｐｒが減少すると増大する。
【０１０１】
言い換えれば、変換器が、構成層が区別されないアセンブリと見なされる場合、最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔは、比ｌ／ｄ（またはｌ’／ｄ）が減少すると増大すると考えることができる。
【０１０２】
これらの条件の下で、図１２Ｄの追加の電磁界閉じ込め部分の位置決めの説明的で非制限的な例は、
−  上部部分２０５’を１次巻線から、１次巻線とターゲットの導電パターンの表面積とを分離する距離の約０．５〜２倍の距離をあけて配置し、
−  下部部分２０５を１次巻線から、１次巻線とターゲットの導電パターンの表面積とを分離する距離の約１．３〜３倍の距離をあけて配置するものである。
【０１０３】
したがって、所与のセンサ構成に対して、比ｄｐｉｐｒ／ｄｃｐｒおよび／または比ｄｐｉｐｒ’／ｄｃｐｒは、特に多くの数Ｎ、たとえばＮ≧４、好ましくはＮ≧６の磁極対を含むセンサの場合、距離ｄｏｐｔが適用分野の制約に適合し、たとえば０．３ｍｍ以上、たとえば０．３〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍになるように選択することができる。
【０１０４】
電磁界閉じ込め部分と変換器との間の距離の上述した選択は、概して、変換器の２次巻線によって供給される信号レベルに関して最適でないことに留意されたい。確かに、この距離では、導電部分２０５／２０５’は、変換器によって供給される信号ＶおよびＶ’のレベルの無視できないほどの低減を引き起こす。特に、誘導性角変位測定の従来技術では、１次側、２次側、およびターゲットの要素のみの存在下で確立される電磁界の空間分布を変更する可能性のある導電部分を可能な限り分離することが認められていることに留意されたい。この寸法設定基準は特に、提供される場合、２次側において測定される必要な信号レベルを過度に減衰させないために、軸Ｚに沿って記載する実施形態で想定される距離よりはるかに大きい距離をあけて配置される静電スクリーン（または遮蔽スクリーン）の事例に当てはまる。
【０１０５】
しかし、提案する実施形態では、線形性が重要な適用分野、特に上述した仏国特許出願公開第２９１４１２６号明細書および仏国特許出願公開第２８９１３６２号明細書に記載されているタイプの信号処理方法を実施することが求められる適用分野において、適当な妥協点を定義する。
【０１０６】
図１４および図１５は、上述したタイプの誘導性変位センサ内で使用される可能性のある電磁界閉じ込め部分２０５の例を表す正面図である（上述したセンサの部分２０５’は、類似または同一の構成を有することができる）。図１４の例では、部分２０５は、導電材料（たとえば、金属）から作られた単なるディスクであり、たとえばターゲットの外径以上の直径を有する。別法として（図示せず）、ディスクは、その中心に穿孔することができ、たとえばターゲットの導電パターンの内径以下の孔を有する。図１５の例では、部分２０５は、ターゲットのパターンと同じ直径ディスクであるが、凝集性の径方向の線条またはスロットを有し、変換器の２次巻線における電磁界分布に対する部分２０５の影響を増幅させるのに適したターゲットとのモアレタイプの構造作用を得るのに適している。しかし、記載する実施形態は、これらの２つの特定の例に制限されない。
【０１０７】
導電電磁界閉じ込め部分の追加に対する追加または代替としての使用に適した、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離を変更する第２の解決策を、図１６Ａ、図１６Ｂ、および図１７に示す。
【０１０８】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、誘導性角度位置センサの実施形態の２つの例を示す。図１６Ａおよび図１６Ｂでは、センサのターゲットのみを表す。変換器、特にその１次巻線または２次巻線の配置は、ターゲットの配置と一貫しており、上記を読めば、ターゲットの形状から容易に推定することができる。この例では、図１６Ａのセンサのターゲットは、図３Ｂのターゲットに類似または同一である。図１６Ｂのセンサのターゲットはまた、１つの電気半周期（たとえば、３６０°／２Ｎ）にほぼ等しい開口角αの環状ストリップセクタの形状でＮ個の導電パターン１３７ｉを備え、Ｎ個のパターン１３７ｉは、ターゲットによって示される環状ストリップに沿って規則的に分散される。図１６Ｂのターゲットは、導電パターン１３７ｉが、図１６Ａのターゲットの導電パターン１１７ｉの径方向寸法とは異なる径方向寸法（図示の例では、より小さい）を有するということから、図１６Ａのターゲットとは異なる。より具体的には、この例では、導電パターン１３７ｉの形状を決定する環状ストリップの外半径Ｒｅｘｔは、パターン１１７ｉの形状を決定する環状ストリップの外半径に実質上同一であるが、内半径Ｒｉｎｔは、導電パターン１１７ｉの環状ストリップの内半径より小さい。
【０１０９】
本発明者らは、図１７に示すように、所与の数の磁極対に対して、ターゲットの導電パターンが位置し、したがってセンサの２次巻線のターンが位置する環状ストリップの内半径と外半径との間の比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔに応じて、センサの応答の線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔが変動することを観察した。ターゲットの導電パターンの内半径Ｒｉｎｔを変更することによって比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔを変動させることからなる図１６Ｂの実施形態は、外半径Ｒｅｘｔまたは両半径を組み合わせて変更することによって比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔを変動させるのに適したさらなる実施形態を除外するものではないことに留意されたい。
【０１１０】
図１７は、比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔに応じた上述したタイプの誘導性角変位センサに対する線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔの進行を表す図である。図１７に見られるように、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離は、比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔが増大すると増大する。したがって、所与のセンサ構成に対して、比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔは、特に多くの数Ｎ、たとえばＮ≧４、好ましくはＮ≧６の磁極対を含むセンサの場合、距離ｄｏｐｔが適用分野の制約に適合し、たとえば０．３ｍｍ以上、たとえば０．３〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍになるように選択することができる。
【０１１１】
電磁気に関して、ターゲットの内半径および／または外半径に加えられる変更は、導電パターン形状比を変更し、特に正放線縁部の寄与に対して径方向縁部の寄与を変更する作用があり、こうした寄与の比は、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔの決定要因になると考えられるはずである。ターゲットの内半径と外半径との間の比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔが増大すると、導電パターンを構成する環状ストリップ部分は、径方向に沿って圧縮されて、２次側によって測定される全体的な電磁界分布に対する径方向縁部の寄与の低減を誘導し、これは、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離の増大によって２次側出力信号において伝えられる。したがって、記載する解決策は、電磁界の空間分布、より具体的には正放線の寄与に対する径方向の寄与の比を変更して、適用分野の制約と適合するように線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔを調整することからなる。
【０１１２】
図１６Ｂのセンサでは、図１６Ｂのターゲットの内半径Ｒｉｎｔおよび／または外半径Ｒｅｘｔが変化すると、２次側が受け取る信号レベルを最大にするために、関連する変換器の内半径および外半径も、好ましくは実質上同じ割合で変化する。２次側出力における信号レベルを最大にすることとは、より具体的には、いくつかの位置に対する信号極値によって採用される値を最大にすることではなく、信号の原点における勾配を最大にすることを指す。
【０１１３】
所与の１組のターゲット内半径Ｒｉｎｔおよびターゲット外半径Ｒｅｘｔに対して、ターゲットのパターンを画定する環状ストリップおよび２次側のパターンを画定する環状ストリップが実質上重なっているとき、または言い換えれば、ターゲットの外側およびそれぞれの内側の正放線縁部ならびに２次側の外側およびそれぞれの内側の正放線方向の分岐が重なっているとき、関連する変換器の２次側によって受け取られる信号は最大になる。
【０１１４】
所与のセンササイズ（特に、外半径上限および内半径下限）に対して、比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔを増大させることで、ターゲットの導電パターンの表面積が減少し、変換器に対するターゲットの位置に応じたセンサ出力信号レベルの変動の振幅の減少が誘導されることに留意されたい。したがって、誘導性角変位測定の従来技術では、ターゲットの導電パターンが位置し、したがってセンサの２次巻線のターンが位置する環状ストリップの内径および外径は、所与のサイズ内で利用可能な最大表面積を占めるように設計され、このサイズは、概して、センサが組み込まれた基板および／もしくは筐体の内側開口および外径、またはセンサが嵌められたシャフトの外径およびセンサが収容される境界面部分の内径によって制限される。
【０１１５】
それにもかかわらず、比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔを変更することからなる提案する解決策は、線形性が重要な適用分野に適当な妥協点を画定する。
【０１１６】
追加の電磁界閉じ込め部分の追加および／または比Ｒｉｎｔ／Ｒｅｘｔの変更に対する追加または代替としての使用に適した、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離を変更する第３の解決策を、図１８Ａ、図１８Ｂ、および図１９に示す。
【０１１７】
この第３の解決策は、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離を適用分野の制約に適合させるために、ターゲットおよび／または対応する２次巻線ターンの導電パターンの形状係数を変更すること、特にターゲットおよび／または２次巻線ターンのパターンの径方向寸法と正放線寸法との間の比を変更することからなるという点で、上述した解決策と同じ論理に従う。
【０１１８】
図１８Ａは、上述したタイプの角度位置センサの実施形態の３つの例を示す。図１８Ａでは、ターゲットの１つの導電パターンのみを示し、それぞれ第１の例（実線）に対して参照１１７ｉ、第２の例（破線）に対して１１７ｉ’、および第３の例（点線）に対して１１７ｉ”で示す。各例では、ターゲットは、円環状ストリップに沿って表される導電パターンを規則的に繰り返すことによって得られる。パターン１１７ｉ、１１７ｉ’、および１１７ｉ”の内半径および外半径は、実質上同一であるが、パターン１１７ｉ、１１７ｉ’、および１１７ｉ”は、その角度寸法によって互いに異なる。より具体的には、この例では、パターン１１７ｉ’の開口角は、上述したように、１つの電気半周期（たとえば、３６０°／２Ｎ）にほぼ等しく、パターン１１７ｉ”の開口角は、たとえば電気半周期の０％〜５０％の値Δα１だけ１つの電気半周期より大きく、パターン１１７ｉの開口角は、たとえば電気半周期の０％〜５０％の値Δα２だけ３６０°／２Ｎより小さい。
【０１１９】
図１６Ａ、図１６Ｂ、および図１７の解決策の実施形態と同様に、変換器の２次側の配置は、優先的に、ターゲットの導電パターンの配置と一貫しており、すなわち、ターゲットのパターン１１７ｉ’に適合された２次側パターンの開口角は、１つの電気半周期（たとえば、３６０°／２Ｎ）に実質上等しく、ターゲットのパターン１１７ｉ”に適合された２次側パターンの開口角は、Δα１に実質上等しい値だけ３６０°／２Ｎより大きく、ターゲット１１７ｉに適合された２次側パターンの開口角は、Δα２に実質上等しい値だけ３６０°／２Ｎより小さい。実際には、２次側パターンの開口角がセンサの電気半周期より大きい値を採用するとき、隣接するターントラック間の電気絶縁を提供するために、少なくとも１つの金属化平面におけるトラックの形状を変更すること、および／または金属化平面の数を増大させることを想定することができる。さらなる実施形態の選択肢は、２次側のパターンの最大開口角を実質上１つの電気半周期に制限すること、およびターゲットのパターンの開口角のみを（値Δα１またはΔα２だけ）変動させることからなることができる。この事例では、変換器の２次巻線パターンの開口角は、ターゲットのパターンの開口角と厳密には一貫しない。
【０１２０】
本発明者らは、センサの応答の線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔが、ターゲットおよび２次側のパターンに対して選択される開口角と、センサの１つの電気半周期に等しい公称開口角αとの間の角偏差Δαに応じて変動することを観察した。
【０１２１】
図１９は、図１８Ａおよび図１８Ｂに示す上述したタイプの所与の多極角変位センサに対する値Δαに応じた線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔの進行を表す図である。図１９に見られるように、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離は、値Δαが負の値に対して増大すると減少し、値Δαが正の値に対して増大すると逆に増大する。したがって、所与のセンサ構成に対して、ターゲットの導電パターンの開口角は、公称値α（１つの電気半周期、たとえば３６０°／２Ｎに等しい）に対する値Δαによって変更することができ、値Δαは、特に多くの数Ｎ、たとえばＮ≧４、好ましくはＮ≧６の磁極対を含むセンサの場合、距離ｄｏｐｔが適用分野の制約に適合し、たとえば０．３ｍｍ以上、たとえば０．３〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．５ｍｍになるように選択される。
【０１２２】
誘導性変位センサの応答線形性誤差を低減させ（または線形性範囲の程度を増大させる）、ならびに最初の状況に応じて、誘導性変位センサが線形性に関する最適の特徴を有しまたはそれに近づくターゲット−変換器距離を変更し、すなわち増大または低減させる解決策について、説明した。
【０１２３】
それにもかかわらず線形性誤差が過度に高いままである場合（または得られる線形性範囲の程度が不十分なままである場合）、ターゲットの位置決めおよび／または変位に関する情報の適切な再構成に必要とされる最小の線形性範囲の程度を低減させるために、上述した解決策の適用と組み合わせて、空間的にオフセット（互いの間の実質上等しい角度オフセットだけ）された１つまたは複数の追加の２次巻線を追加することができることに留意されたい。説明的な例として、図５のセンサでは、電気周期の４分の１だけ空間的にオフセットされた２つの同一の２次巻線を提供する代わりに、センサの電気周期の６分の１だけ空間的にオフセットされた３つの同一の２次巻線を想定することが可能である。
【０１２４】
さらに、上述した解決策は、たとえば上述した円形のストリップ形式のパターンを「巻出」し、それを直線ストリップ形式のパターンに変換することによって、誘導性線形変位センサに適合することができることに留意されたい。
【０１２５】
さらに、上述した解決策は、「スルー（ｔｈｒｏｕｇｈ）」アセンブリではなく、回転シャフトの周りの変換器の「サイドから（ｆｒｏｍ  ｔｈｅ  ｓｉｄｅ）」のアセンブリを可能にするために、変換器の開口角が３６０°より小さく、たとえば１８０°より小さい誘導性角変位センサに適合することができることに留意されたい。この事例では、ターゲットの開口角の値は、変換器の開口角に依存することなく、３６０°とすることができ、またはたとえば適用分野の角変位範囲に対応する３６０°より小さい値を採用することができる。
【０１２６】
第２の態様
本発明者らは、実際には、線形性の問題に依存することなく、既存の誘導性変位センサ、特に多極センサが、結合作用によって誘導される様々な障害の影響を受けやすいことをさらに観察した。そのような障害は、たとえば、変換領域において、すなわち変換器の２次側において直接生じ、さらに変換器の２次側と電子手段の機能調整ブロックとの間の電気接続領域において生じる。これらの障害は、特に、センサの外側からの電磁障害（すなわち、１次巻線によって生成されたものではない）の結合、１次巻線と２次巻線の直接誘導結合（すなわち、ターゲットの位置にかかわらず誘導結合の割合が一定のままである）、および／または１次巻線と２次巻線との間の容量結合を特徴とする。これらの障害は、センサ出力信号の望ましくない変動およびセンサ出力信号解釈エラーを引き起こす可能性がある。
【０１２７】
既存のセンサより寄生障害および／または寄生結合の影響を受けにくい誘導性変位センサ、特に多極センサを利用できることが、望ましいはずである。
【０１２８】
したがって、第２の態様によれば、障害および寄生結合作用に対する多極誘導性変位センサ、より具体的には図７を参照して説明したタイプのセンサ、すなわち各２次巻線が交互の巻線方向の２Ｎ個のターンを備え、Ｎがセンサの磁極対の数であるセンサの感度を低減させることが求められる。このため、本発明者らは、センサの２次巻線の特定の配置を提案し、それについて以下に説明する。
【０１２９】
図２０Ａおよび図２０Ｃは、Ｎ＝６個の磁極対からなり、空間的な差動測定（たとえば、図７を参照して説明した）を行う、開口角３６０°の誘導性角変位センサの実施形態の２つの例を概略的に示す。図２０Ａおよび図２０Ｃでは、各センサの１つの２次側２１３のみを示すが、１次巻線、ターゲット、および任意選択で巻線２１３に対して空間的にオフセットされた１つまたは複数の２次巻線の実施形態が、本記述の説明に基づいて、当業者の理解の範囲内である。この例では、図２０Ａのセンサの２次側および図２０Ｃのセンサの２次側は、ターン間の電気接続を示すことを除いて、図７の２次側に類似または同一である。図２０Ａの２次側は、ターンを相互接続する第１の方法を示し、それによって、１度目には、２次側が延びる環状ストリップの開口角全体を、たとえばこの図における三角法方向に横断し、２度目には、環状ストリップ全体を、ここでは時計回り方向に横断して、電気終端Ｅ２を電気始端Ｅ１の方へ近づけ、それによって測定回路を閉じる。図２０Ｃの２次側は、ターンを相互接続する第２の方法を示し、それによって、１度目には、２次側が延びる環状ストリップの開口角の最初の２分の１を、たとえばこの図の三角法方向に横断し、次いで、帰還路を時計回り方向に横断して、入力端Ｅ１に近づき、次いで、時計回りの回転方向を保持したまま、２次側が延びる環状ストリップの開口角の他方の２分の１を横断し、次いで、帰還路を三角法方向に横断して、電気終端Ｅ２を電気始端Ｅ１の方へ近づけ、それによって図２０Ａの２次側と同様に測定回路を閉じる。
【０１３０】
図２０Ｂおよび図２０Ｄは、誘導性線形変位変換器の一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。図２０Ｂおよび図２０Ｄのセンサは、Ｎ個の導電パターンを備えるターゲット（図示せず）が変換器に対して直線方向ｘに沿って並進運動するのに適したセンサである。図２０Ｂのセンサは、たとえば、図２０Ａのセンサと同じタイプのものであり、線形の構成に適合されており、本質的に、図２０Ａのセンサの円環状ストリップを「巻出」し、環状ストリップセクタの形状の導電パターンおよびターンを、略方形または正方形の形状を有する導電パターンおよびターンに交換することからなる。図２０Ｄのセンサは、たとえば、図２０Ｃのセンサと同じタイプのものであり、線形の構成に適合されている。図２０Ｂおよび図２０Ｄでは、各センサの１つの２次巻線２１３を示すが、ターゲット、１次巻線、および任意選択で巻線２１３に対して空間的にオフセットされた１つまたは複数の追加の２次巻線の実施形態が、本記載の説明に基づいて、当業者の理解の範囲内である。例として、図２０Ａおよび図２０Ｃの角度センサの１次巻線とは異なり、たとえば図１Ａのセンサに関して説明した１組の２つの同心円状ターン１０１ａおよび１０１ｂが得られる１次巻線の一例が「巻出」され、たとえば、図２０Ｂおよび図２０Ｄに示す線形センサのために単一のターンからなり、任意選択で、複数の回転からなる。１次巻線のターンは、たとえば、略方形の形状を有し、ｙに沿ったその寸法は、上述したターゲットの導電パターンおよび／または２次側のターンのｙに沿った寸法に類似しており、ｘに沿ったその寸法は、ターゲットの導電パターンおよび／または２次側のターンのｘに沿った寸法より大きく、したがって、１次側のｘに沿って両端に位置するｙに沿って向けられた１次側分岐において生じる全体的な電磁界分布への寄与は、２次側のｘに沿って両端に位置するｙに沿って向けられた２次側分岐近傍で比較的減衰される。特に、単一の２次巻線を有する変換器の場合、１次側のｘに沿った範囲は、２次側のｘに沿った範囲より大きくなり、好ましくは、排他的に、センサの少なくとも１つの電気半周期だけより大きくなり、センサの各端において等しく（電気周期の４分の１）分散される。一般的な原則として、誘導性線形変位センサの１次巻線の実施形態の好ましい例は、方形の略形状と、１組の２次側の全体的な範囲より大きい範囲とを有するターンであるが、たとえば、非排他的に、センサの少なくとも１つの電気半周期だけより大きく、センサの各端において等しく（電気周期の４分の１）分散される。
【０１３１】
図２０Ｂおよび図２０Ｄの例では、センサは、Ｎ＝６個の磁極対を備える。しかし、記載する実施形態は、この特定の事例に制限されない。
【０１３２】
図２０Ｄのセンサの例では、２次巻線２１３はセンサの自由度に平行して、すなわち変換器に対するターゲットの変位方向ｘに平行して寸法Ｄｔｏｔを有する領域内に延びる。巻線２１３は、その端部Ｅ１およびＥ２間で電気的に直列に接続された交互の巻線方向の２Ｎ個のループまたはターンを備える。より具体的には、巻線２１３は、同じ第１の巻線方向を有するＮ個のループまたはターン２１３ｉ＋と、第１の方向とは反対の同じ第２の巻線方向を有するＮ個のループまたはターン２１３ｉ−とを備え、各ターン２１３ｉ＋または２１３ｉ−は、方向ｘに沿って、センサの電気半周期にほぼ等しい（すなわち、たとえばＤｔｏｔ／２Ｎにほぼ等しい）寸法を有し、ターン２１３ｉ−および２１３ｉ＋は、２次巻線の寸法Ｄｔｏｔの領域に沿って交互に対で並置される。
【０１３３】
第２の実施形態によれば、２次巻線は、
巻線２１３が方向ｘに平行して延びる距離Ｄｔｏｔのほぼ中央点に位置する巻線の第１の端部Ｅ１と、距離Ｄｔｏｔの第１の端部に位置する巻線の第１の中間点Ａとの間に延びる、交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第１のコイル状導電区間２１３Ａと、
点Ａと、距離Ｄｔｏｔのほぼ中央点に位置する巻線の第２の中間点Ｍとの間に延びる、区間２１３ＡのＮ個の２分の１ターンに対して相補形の交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第２のコイル状導電区間２１３Ｂと、
点Ｍと、距離Ｄｔｏｔの第２の端部に位置する巻線の第３の中間点Ｂとの間に延びる、交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第３のコイル状導電区間２１３Ｃと、
点Ｂと、巻線の第１の端部Ｅ１近傍において距離Ｄｔｏｔのほぼ中央点に位置する巻線の第２の端部Ｅ２との間に延びる、区間２１３ＣのＮ個の２分の１ターンに対して相補形の交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第４のコイル状導電区間２１３Ｄとからなる。
【０１３４】
より具体的には、図示の例では、巻線の左側部分（図の向き）において、区間２１３Ａは、Ｎ個のＵ字状の２分の１ターンを備え、垂直方向の分岐が、方向ｘに対してほぼ法線方向の方向ｙに沿って反対の方向に向けられており、区間２１３Ｂは、Ｎ個のＵ字状の２分の１ターンを備え、垂直方向の分岐が、方向ｙに沿って交互に反対の方向に向けられている。区間２１３Ａの各Ｕ字状の２分の１ターンの垂直方向の分岐は、区間２１３Ｂの反対の向きのＵ字状の２分の１ターンの垂直方向の分岐とほぼ位置合わせされる。区間２１３Ｃおよび２１３Ｄは、類似の配置に従って、巻線の右側部分に配置される。したがって、この例では、巻線２１３のうち変位方向ｘに直交する部分は、巻線のワイアまたはトラックによって２回ずつ横断され（巻線のうち距離Ｄｔｏｔの両端に位置する２つの直交する端部を除く。これらの端部は、この例では、１回だけ横断される。ただしこの例外は、１次巻線の径方向部分のすべてを、巻線のワイアまたはトラックによって２回ずつ横断することができる開口角が３６０°の角度センサの事例では生じない）、巻線２１３のうち変位方向ｘに平行する部分は、巻線のワイアまたはトラックによって１回ずつ横断される。
【０１３５】
２次巻線のパターンの構成電気回路が進む経路に関して、図２０Ｄの解決策の実施形態は、図２０Ｂを参照して説明したタイプの解決策の実施形態に対応し、また線形角度転置によって、図２０Ａおよび図２０Ｃの解決策の実施形態にも対応する。他方では、この経路を進む順序は、図２０Ｄの変換器（および転置により、図２０Ｃの変換器）と、図２０Ｂの変換器（および転置により、図２０Ａの変換器）との間で異なる。特に、図２０Ｄおよび図２０Ａを参照して説明した配置は、端部Ｅ１およびＥ２間の中間接続点Ｍを示すように設計されている。
【０１３６】
巻線２１３は、その端部Ｅ１およびＥ２に位置する接続端子ＰＥ１およびＰＥ２に加えて、巻線の中央点Ｍに接続された第３のアクセス端子ＰＭを備えることができる。
【０１３７】
偶数Ｎの磁極対を備える多極センサの事例では、図２０Ｄに表すように、２次巻線は、左側のターン２１３ｉ＋と同数のターン２１３ｉ＋（正と呼ぶ）を右側に有し（各側にＮ／２）、したがって２次巻線は、左側のターン２１３ｉ−と同数のターン２１３ｉ−（負と呼ぶ）を右側に有する（各側にＮ／２）。
【０１３８】
磁極対の数が偶数値を採用する図２０Ｄの２次巻線配置の１つの利点は、３つの接続Ｅ１、Ｅ２、およびＭが互いに隣接して位置することを可能にしながら、変換器に対するターゲットの位置にかかわらず、中央点の両側の２つの部分Ｅ１−ＭおよびＥ２−Ｍ上で、最も近い符号に対して、誘導が実質上同一になることにある。
【０１３９】
磁極対の数が偶数値を採用するこの好ましい実施形態は、他の実施形態を除外するものではない。別法として、磁極対の数Ｎが大きい場合、部分Ｅ１−Ｍと部分Ｅ２−Ｍとの間の信号対称性の誤差がＮの逆関数として変動する限り、奇数Ｎの選択も完全に許容することができる。
【０１４０】
本発明者らは、センサが第２の実施形態によって実施されるとき、差動測定手段の所与の電位において、たとえば測定手段の電圧測定範囲を中心とする一定の電位において、巻線の中央点Ｍが参照される場合、変換器に対するターゲットの位置および変位に関する有用な情報を搬送しないダイポールＥ１−Ｅ２の端子に存在する電気信号内に含まれるコモンモード成分は、変換器に対するターゲットの変位に関する有用な情報を搬送するダイポールＥ１−Ｅ２の端子に存在する同じ電気信号内に含まれる差動モード成分に対して低いことを観察した。したがって、中央点Ｍを端部Ｅ１およびＥ２のすぐ近くに位置決めするのに適した図２０Ｃおよび図２０Ｄのセンサの配置には、たとえば、中央点Ｍが端部Ｅ１およびＥ２から離された図２０Ｂのセンサの配置に対して、より一般的には値Ｅ１−ＭおよびＥ２−Ｍが変換器に対するターゲットの位置に依存する図２０Ａおよび図２０Ｂのセンサの配置に対して、または言い換えれば、２次巻線の端子における差動モード成分に対するコモンモード成分の比が低くなく、変換器に対するターゲットの位置とともに大幅に変動するセンサ配置に対して、明確な利点がある。
【０１４１】
特に、中央点Ｍが測定手段に適当に接続された図２０Ｃおよび図２０Ｄに示すセンサの１つの利点は、図７のセンサの測定の空間的に異なる性質が、端部Ｅ１およびＥ２における電位の差に関する耐性のみを保証するのに対して、位置とともに変動しない電磁励起場（１次）の成分に対する端部Ｅ１およびＥ２における２つの電位の耐性が高いことにある。
【０１４２】
１次側（システムの内部源）によって放出される「直接」の電磁界に対する耐性に加えて、図２０Ｃおよび図２０Ｄのセンサはまた、空間分布が比較的均質な変換領域において外部源によって放出される電磁および／または静電障害に対して増大された耐性を提供し、またはより一般的には、図２０Ａおよび図２０Ｂに示すセンサに対するあらゆる形態の電磁および／または静電障害に対して増大された耐性を提供する。
【０１４３】
変換領域内の外部障害に対する増大された耐性の実際的な例には、たとえば、電圧サージ保護などの電子測定手段保護に関する制約の低減、および／または差動増幅器のコモンモード拒否率などの電気信号調整システムに関する設計上の制約の緩和が挙げられる。
【０１４４】
第２の実施形態による中央点を適用するように誘導性センサを適合させることで、調整回路のインターフェースの数（たとえば、集積回路のタブの数）を増大させることができることに留意されたい。誘導測定の従来技術によれば、従来、物理インターフェースを電子またはデジタル処理に置き換えることによって、物理インターフェースの数を最小にすることが慣例である傾向があることに、特に留意されたい。しかし、この第２の実施形態により、周知の解決策より耐性および測定強健性レベルが高い比較的簡単な電子的な解決策を実現することが可能になる。
【０１４５】
図２０Ｅは、すなわち変換器に対するターゲットの位置および／または変位に関する情報または情報の一部分を搬送する信号の有効誘導現象ＶＭ１およびＶＭ２、ならびにたとえば外部電気手段において接続された変換器の端子Ｅ１、Ｅ２、およびＭと端子ＰＥ１、ＰＥ２、およびＰＭとの間の接続ワイアにおける寄生誘導現象ＶＰ、ＶＰ’、およびＶＰ”の「小信号」電気図である。この図では、Ｅ１、Ｅ２、およびＭから接続されたワイアが閉鎖的に連続して互いに追従する限り、コモンモード障害ＶＰ、ＶＰ’、およびＶＰ”は実質上等しく、一方では、測定ＶＰＥ１（ダイポールＰＭ−ＰＥ１の端子において行われる）およびＶＰＥ２（ダイポールＰＭ−ＰＥ２の端子において行われる）において、また他方では、ダイポールＰＥ１−ＰＥ２の端子において行われる測定ＶＰＥ１ＰＥ２において、実質上オフセットされる。端子ＰＭの電位が既知の値ＶＲＥＦに設定された後、第１に、電気手段の入力上の過電圧のリスクを制限し（信号レベルが調整手段の範囲内のままであり、測定は無条件に有効になる）、第２に、差動測定ＶＰＥ１ＰＥ２のコモンモード拒否率に関する要件を緩和する（障害によって導入される測定誤差が低くなる）ことによって、トライポール（ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＭ）の端子において測定される信号は、変換器の端子（Ｅ１、Ｅ２、Ｍ）と外部電気手段に対する接続端子（ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＭ）との間の接続領域内の外部電磁干渉に対して極めて耐性が高くなる。たとえば、調整ブロックの基準電圧、または調整ブロックの電源範囲の２分の１、または電子接地を、端子ＰＭに適用することが可能である。ただし、これらの実施形態は、たとえば端子ＰＭまたはＭを接地などの変換器の電位に直接接続することなどの他の実施形態を除外するものではない。
【０１４６】
それによって、変換器に対するターゲットの位置を表す信号が得られ、この信号は、変換領域で生じたか、それとも変換器と外部電気手段との間の接続領域で生じたかにかかわらず、また変換器および／もしくは１次巻線、または特に１次側の過熱点（高電圧）に近接する部分の電気環境に対して、図２０Ｅの電気図に示すように本質的に誘導性であるか、それとも本質的に容量性であるかにかかわらず、特に障害および／または寄生結合作用に対して強健である。
【０１４７】
さらに、変換器が複数の空間的にオフセットされた２次巻線（たとえば、図５を参照して説明した）を備える事例では、それぞれ１つまたは複数の金属化レベルを含む様々な重なった支持層内および／または上に、様々な巻線を配置することができる。この構成は、多くの適用分野にとって満足のいくものであるが、強健性および精度に関して問題となる可能性がある。確かに、その結果、様々な２次巻線の中央面は、１次巻線およびターゲットからわずかに異なる距離をあけて位置する。特にこの結果、第１に、様々な２次巻線の変換利得の差、したがって出力信号レベルの差が生じ、第２に、同じ変換器の複数の２次巻線間で異なる線形性特徴が生じる。
【０１４８】
この問題を解決するために、好ましくは、非制限的な例として図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、および図２２Ｂに示すように、変換器の様々な２次巻線を２つの金属化レベルに、たとえば２つの金属化レベルを有する同じ支持層内に分散させ、それにより、各巻線に対して、第１の金属化レベル内に配置された巻線のトラックまたはワイアの長さが、第２の金属化レベル内に配置される巻線のトラックまたはワイアの長さにほぼ等しくなるようにすることが想定される。好ましくは、金属化平面の交互変化を持続することが想定され、それにより、２次側トラックは、電気半周期（たとえば、角度センサの場合は開口角）より大きい距離だけ同じ平面上を進むことができなくなる。好ましい実施形態では、金属化平面遷移領域は、図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、および図２２Ｂに示すように、第１の金属化レベル上に配置されたトラック部分のほとんどと、第２の金属化レベル上に配置されたトラック部分のほとんどとの間に、対称および／または反対称の関係が生じるように位置する。
【０１４９】
したがって、様々な２次巻線の中央面が一体になり、第１および第２の金属化レベル間に位置する仮想中間平面に対応する。これにより、各２次側の端子において誘導される各起電力に対して、他の２次側の端子において誘導される起電力のものと振幅および線形性に関して実質上同一のターゲットの位置に応じた応答が与えられる。
【０１５０】
図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、および図２２Ｂに示す実施形態の例は、角度範囲Ｄｔｏｔ＝３６０°のセンサに対応し、すなわち各２次側が示す角度範囲の開口角は、完全な１回転に実質上等しいことに留意されたい。これらの例は、たとえば図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、および図２２Ｂに示す開口角３６０°のセンサの事例における回転シャフトの周りのセンサの「スルー」アセンブリではなく、回転シャフトの周りの変換器の「サイドから」のアセンブリを可能にするために、開口角が厳密には３６０°より小さく、たとえば１８０°より小さいセンサを伴う代替実施形態を除外する。これらの条件の下で、ターゲットの開口角は、別法として、変換器の１つ／複数の２次側によって採用される開口角に依存することなく、３６０°の値を保持することができ、またはたとえば適用分野の角変位範囲に適合された３６０°より小さい値を採用することができることをさらに繰り返す。
【０１５１】
図２１Ａおよび図２１Ｂは、誘導性角変位センサに対する電気周期の４分の１だけ空間的にオフセットされた２つの２次巻線２２３（中空の線）および２２３’（実線）を有する変換器の一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。図示の例では、センサの磁極対の数Ｎは６に等しく、各２次巻線２２３、２２３’は、２Ｎ＝１２個のループまたはターンを備える。しかし、記載する実施形態は、この特有の事例に制限されない。この例では、２つの２次巻線２２３および２２３’は、同じ基板内および上に形成されており、導電バイア（円によって概略的に表す）によって接続された２つの金属化レベルＭ１およびＭ２を有する。各巻線に対して、レベルＭ１内に形成されるトラックの長さは、レベルＭ２内に形成されるトラックの長さにほぼ等しい。図２１Ａは、金属化レベルＭ１の正面図であり、図２１Ｂは、金属化レベルＭ２の正面図である。レベルＭ１のパターンは、実質上、レベルＭ１およびＭ２の中央面間の中間平面に対する反対称性によって、レベルＭ２のパターンに基づいていることが分かる。
【０１５２】
巻線２２３および２２３’はそれぞれ、上から見ると、図２０Ｃを参照して説明したタイプの配置（すなわち、角度構成に適合された図２０Ｄを参照して説明したタイプの配置。図２０Ｄを参照して説明したコイル原理が同様に当てはまり、距離Ｄｔｏｔは線形距離ではなく、３６０°に等しい角距離である）を有する。
【０１５３】
したがって、巻線２２３は、
図示の例では、距離Ｄｔｏｔのほぼ中央点（たとえば、値０°が任意で割り当てられた角度位置からの近傍、すなわち５°の範囲内、好ましくは２°の範囲内）に位置する巻線２２３の第１の端部Ｅ１と、距離Ｄｔｏｔの第１の端部（たとえば、角度１８０°の近傍）に位置する巻線の中間点Ａとの間で、第１の円環状２分の１ストリップに沿って延びる、交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第１の湾曲したコイル状導電区間２２３Ａと、
点Ａと、距離Ｄｔｏｔのほぼ中央点（たとえば、角度０°の近傍）に位置する巻線の第２の中間点Ｍとの間で、第１の環状２分の１ストリップに沿って延びる、区間２２３ＡのＮ個の２分の１ターンに対して相補形の交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第２の湾曲したコイル状導電区間２２３Ｂと、
点Ｍと、距離Ｄｔｏｔの反対の端部（たとえば、角度−１８０°の近傍）に位置する巻線の第３の中間点Ｂとの間で、第１の２分の１ストリップに対して相補形の第２の環状２分の１ストリップに沿って延びる、交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第３の湾曲したコイル状導電区間２２３Ｃと、
点Ｂと、距離Ｄｔｏｔのほぼ中央点（この例では、角度０°の近傍）に位置する巻線の第２の端部Ｅ２との間で、第２の環状２分の１ストリップに沿って延びる、区間２２３ＣのＮ個の２分の１ターンに対して相補形の交互方向のＮ個の２分の１ターンを形成する第４の湾曲したコイル状導電区間２２３Ｄとを備える。
【０１５４】
図２１Ａおよび図２１Ｂに見られるように、この（非制限的な）例では、巻線２２３のうちセンサに対するターゲットの変位方向に直交する部分、すなわち巻線の径方向の分岐は、巻線のワイアまたはトラックによって２回ずつ横断され、巻線２２３のうちセンサに対するターゲットの変位方向に平行する部分、すなわち巻線の正放線方向の分岐は、巻線のワイアまたはトラックによって１回ずつ横断される。
【０１５５】
より具体的には、この例では、端部Ｅ１を特徴とする角度に対して電気半周期を法として０°だけオフセットされた角度で位置決めされた径方向部分は、巻線２２３のワイアまたはトラックによって２回ずつ横断され、端部Ｅ１を特徴とする角度に対して電気半周期を法として電気周期の４分の１だけオフセットされた角度で位置決めされた径方向部分は、巻線２２３’のワイアまたはトラックによって２回ずつ横断され、正放線部分は、巻線２２３のワイアまたはトラックによって１回ずつ横断され、巻線２２３’のワイアまたはトラックによって１回ずつ横断される。
【０１５６】
この実施形態により、前述の解決策で説明したように、すなわち各２次側のパターンの全体的な形状に関して譲歩することなく、２つの平面および２つのみの金属化平面にわたって、２つの２次側を含むことが可能になる。図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、および図２２Ｂに示す実施形態は、２つの金属化平面にわたって配置された２つの２次側を実施するが、たとえば、３つの金属化平面にわたって配置された３つの２次側を実施する実施形態などのさらなる実施形態を除外するものではないことに留意されたい。
【０１５７】
この例では、巻線２２３（中空の線）の各区間２２３Ａ、２２３Ｂ、２２３Ｃ、および２２３ＤのＵ字状の２分の１ターンのそれぞれは、金属化レベルＭ１内にその長さの約２分の１を有し、金属化レベルＭ２内にその長さの他方の２分の１を有する。レベルの変化は、導電トラックの約Ｌ／２メートルごとに生じ、ここでＬは、巻線のターンの長さを指し、２つの相補形のＵ字状の２分の１ターンの直列接続からなる。図示の例では、巻線のレベル変化点は、２分の１ターンを形成するＵ字形状の正放線方向の分岐（または水平方向の分岐）の中央点に位置する。しかし、記載する実施形態は、この特有の事例に制限されない。図２１Ａおよび図２１Ｂで、ｃ１からｃ２８の範囲の数は、端子Ｅ１およびＥ２間の移動順序において、巻線２２３の異なる部分を指す。
【０１５８】
２次巻線２２３’（実線）は、巻線２２３のものに実質上同一の配置に応じて、レベルＭ１およびＭ２内に配置されるが、巻線２２３に対して電気周期の約４分の１（すなわち、この例では１５°）の角度オフセットを伴う。
【０１５９】
図２１Ａおよび図２１Ｂの構造において、巻線２２３の端部Ｅ１およびＥ２への接続トラックは、たとえば、金属化レベルＭ１およびＭ２内にそれぞれ位置することができ、互いに重なることができることに留意されたい。これにより、任意の外部誘導源（１次側への接続トラック、外部電磁障害など）に対するこれらの分岐のそれぞれに関する寄生結合差を最小にすることが可能になる。巻線の中央点Ｍへのアクセストラックが、金属化レベルＭ１およびＭ２の一方に位置する第３の金属化レベル（図示せず）において、金属化レベルＭ１および／またはＭ２内に位置する端子Ｅ１およびＥ２へのアクセストラックに重なって、端子Ｅ１およびＥ２へのアクセストラックに対してわずかにオフセットされて位置することができる。巻線２２３’に対して、巻線の対応する端子Ｅ１’、Ｅ２’、およびＭ’へのアクセストラックの類似の配置を想定することができる。より一般的には、アクセストラックの配置にかかわらず、変換領域（２次側）と信号調整手段へのアクセスおよび／または接続端子との間の電磁障害に対する耐性を増大させるために、好ましくは、端部Ｅ１およびＥ２からの経路を可能な限り近づけて（たとえば、ＰＣＢ技術で重ねて）維持し、より少ない程度には、中間点Ｍからの経路を端部Ｅ１およびＥ２からの経路に比較的近接して位置決めすることが求められる。
【０１６０】
図２１Ａおよび図２１Ｂの例では、バイアが巻線２２３および２２３’の金属化レベルを変化させ、導電トラックが電磁界を捕捉する目的で各金属化レベル内を進むことに加えて、電磁界捕捉トラック間に電気接続機能のないバイアまたは導電充填チップが、巻線２２３および２２３’に沿って規則的に分散されていることに、さらに留意されたい。これらの導電充填パターンには、変換器の導電構造を対称にして、電磁界の空間分布に対するその影響を周期化し、より具体的には位置に応じた２次側出力信号の変動によって伝えられるはずの電磁界分布の特異性を最小にする役割がある。しかし、これらの導電充填パターンの追加は任意選択である。特に、金属化レベルを変化させるバイアの寸法が、その外殻の厚さ、動作周波数、構成材料に対して小さい場合、導電チップを追加しないこと、特にその穿孔を実行しないことを想定することが可能であり、それにより、デバイスのコストを低減させることができる。
【０１６１】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、図２１Ａおよび図２１Ｂを参照して説明したタイプの変換器の代替実施形態を概略的に表す正面図である。この代替実施形態は、図２２Ａおよび図２２Ｂの例では、金属化レベルの変化が図２１Ａおよび図２１Ｂの例より多いという点から、図２１Ａおよび図２１Ｂの例とは異なる。したがって、図２２Ａおよび図２２Ｂの例では、２次巻線の導電トラックのＬ／２メートルごとの金属化レベルの変化の代わりに、トラックのＬ／２メートルごとに金属化レベルのｋ回の変化を加えることが想定され、ここで、Ｌは巻線のターンの長さであり、ｋは２以上の整数である。数ｋは、変換器の内半径および外半径を調節するように選択することができる。非制限的な例として、所与のセンササイズに対して、ターンの正放線部分内でのみレベルの変化が加えられたとき、ｋは、正放線部分にわたって、隣接する（たとえば、等しく分散された）バイアを、これらのバイアの短絡なく配置することが可能な限り、大きく選択することができる。簡略化の目的で、図２２Ａおよび図２２Ｂは、Ｎ＝２個の磁極対を有するセンサに対する一実施形態の一例を示し、変換器は、センサの電気周期（すなわち、この例では３６０°／４Ｎ＝４５°）の４分の１だけ角度オフセットされた２つの２次巻線２３３（破線）および２３３’（実線）を備える。しかし、図２２Ａおよび図２２Ｂの代替実施形態は、より大きい数の磁極対を備えるセンサにも適合している。図２１Ａおよび図２１Ｂの例と同様に、構造をさらに対称にするために、電気接続機能のない導電充填パターンを想定することができる。
【０１６２】
第３の態様
上述した多極センサの実施形態の例では、センサに対するターゲットの自由度に平行する変換器の２次巻線の所与の寸法Ｄｔｏｔ、および磁極対の所与の数Ｎに対して、センサによって検出されるのに適した位置の範囲の最大程度は、センサが単一の２次巻線を備える場合、約１つの電気半周期（たとえば、Ｄｔｏｔ／２Ｎ、すなわち角度センサの事例では３６０°／２Ｎ）であり、センサが２つ以上の２次巻線を備える場合、たとえば電気周期の４分の１（たとえば、Ｄｔｏｔ／４Ｎ、すなわち角度センサの事例では３６０°／４Ｎ）だけ空間的にオフセットされた２つの同一の２次巻線を備える場合、または電気周期の６分の１（たとえば、Ｄｔｏｔ／６Ｎ、すなわち角度センサの事例では３６０°／６Ｎ）だけ空間的にオフセットされた３つの同一の２次巻線を備える場合、約１つの電気周期（たとえば、Ｄｔｏｔ／Ｎ、すなわち角度センサの事例では３６０°／Ｎ）まで増大させることができる。いずれの事例でも、上述したタイプの多極角変位センサでは、完全な１回転（３６０°）にわたって絶対的に、すなわち変位ログ記憶方法ならびに／またはセンサの開始時および／もしくは動作中の位置を参照する方法を使用することなく、変位測定を行うことは可能でない。この説明は、磁極対の数Ｎが２以上であるかどうかにかかわらず有効であり、数Ｎが大きいとき、たとえばＮ≧４、好ましくはＮ≧６であるとき、より問題となる可能性がある。上述した誘導性線形変位センサには、同じ制限があり、Ｄｔｏｔの完全な範囲にわたって絶対的に測定を行うことは可能でない。
【０１６３】
第３の態様によれば、所与の数Ｎの磁極対およびセンサの自由度に平行する変換器の２次巻線の所与の寸法Ｄｔｏｔに対して、センサが、実質上変換器の範囲Ｄｔｏｔ全体にわたって、変換器に対するターゲットの位置を検出するのに適しているように、誘導性変位センサを実施することが求められる。特に、角度位置センサの事例では、センサの磁極対の数Ｎが大きく、たとえばＮ≧４、好ましくはＮ≧６であるときでも、完全な１回転にわたって、すなわち約３６０°の角度範囲にわたって、変換器に対するターゲットの位置を検出するのに適したセンサを実施することが求められる。
【０１６４】
図２３は、多極誘導性角変位センサの一例を概略的に表す正面図である。図２３では、センサのターゲットのみを示す。
【０１６５】
図２３のセンサのターゲットは、図３Ｂの例と同様に、ターゲットの第１の円環状ストリップ１１８の３６０°に沿って規則的に分散されたＮ個の導電パターン１１７ｉ（図示の例では、Ｎ＝６）を備える。各導電パターン１１７ｉは、第１の環状ストリップ１１８のうちＤｔｏｔ／２Ｎ＝３６０°／２Ｎにほぼ等しい開口角αＮの部分またはセクタの形状を有し、２つの連続するパターン１１７ｉは、第１の環状ストリップ１１８のうち実質上同じ開口角αＮのセクタによって分離される。図２３のセンサのターゲットは、ターゲットの第２の円環状ストリップ１２０の３６０°に沿って規則的に分散されたＮ＋１個の導電パターン１１９ｊをさらに備え、第２の円環状ストリップ１２０は、第１のストリップ１１８と同心円状であり、第１のストリップ１１８と重なっておらず、ここで、ｊは１からＮ＋１の範囲の整数である。図示の例では、第２の環状ストリップの内半径は、第１の環状ストリップの外半径より大きい。各導電パターン１１９ｊは、第２の環状ストリップ１２０のうちＤｔｏｔ／２（Ｎ＋１）＝３６０°／２（Ｎ＋１）にほぼ等しい開口角αＮ＋１のセクタの形状を有し、２つの連続する導電パターン１１９ｊは、第２の環状ストリップ１２０のうち実質上同じ角度αＮ＋１を有するセクタによって分離される。
【０１６６】
図２３のセンサの変換器（簡略化の目的で図示せず）は、図示のターゲットに対応し、すなわち、
ターゲットの第１の環状ストリップ１１８および第２の環状ストリップ１２０に実質上同一の変換器の第１および第２の円環状ストリップ内に励磁をもたらすのに適した１つまたは複数の１次巻線であって、それぞれターゲットの第１の環状ストリップ１１８および第２の環状ストリップ１２０に面して位置決めされることが意図される、１つまたは複数の１次巻線と、
電気周期Ｄｔｏｔ／Ｎ（たとえば、角度センサの例では３６０°／Ｎ）の少なくとも第１および第２の２次巻線であって、それぞれ、変換器の第１の環状ストリップに沿って規則的に分散された変換器の第１の環状ストリップの開口角αＮのセクタの形状で、同じ巻線方向のＮ個のターンを備え、または別法として、変換器の第１の環状ストリップに沿って規則的に分散された変換器の第１の環状ストリップの開口角αＮのセクタの形状で、交互の巻線方向の２Ｎ個のターンを備える、少なくとも第１および第２の２次巻線と、
電気周期Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋１）（たとえば、３６０°／（Ｎ＋１））の少なくとも第３および第４の２次巻線であって、それぞれ、変換器の第２の環状ストリップに沿って規則的に分散された変換器の第２の環状ストリップの開口角αＮ＋１のセクタの形状で、同じ巻線方向のＮ＋１個のターンを備え、または別法として、変換器の第２の環状ストリップに沿って規則的に分散された変換器の第２の環状ストリップの開口角αＮ＋１のセクタの形状で、交互の巻線方向の２（Ｎ＋１）個のターンを備える、少なくとも第３および第４の２次巻線とを備える。
【０１６７】
好ましくは、第１の環状ストリップ内では、電気周期Ｄｔｏｔ／Ｎの第２の２次巻線が、第１の巻線に実質上同一であり、第１の巻線に対して電気周期の４分の１（Ｄｔｏｔ／４Ｎ）だけ空間的にオフセットされており、第２の環状ストリップ内では、電気周期Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋１）の第４の２次巻線が、第３の巻線に実質上同一であり、第２の巻線に対して電気周期の４分の１（Ｄｔｏｔ／４（Ｎ＋１））だけ空間的にオフセットされている。より一般的には、変換器は、第１の環状ストリップ内に、第１の巻線に実質上同一でありかつ特定の電気周期割合だけ互いに対して空間的にオフセットされた電気周期Ｄｔｏｔ／Ｎの複数の２次巻線を備え、第２の環状ストリップ内に、第３の巻線に実質上同一でありかつ特定の電気周期割合だけ互いに対して空間的にオフセットされた電気周期Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋１）の複数の２次巻線を備えることができる。
【０１６８】
図２３のセンサの動作について、図２４を参照して説明する。この（非制限的な）事例は、センサの変換器が、変換器の第１の環状ストリップ内に、電気周期の４分の１だけ空間的にオフセットされた電気周期３６０°／２Ｎの第１の対の同一の２次巻線と、変換器の第２の環状ストリップ内に、電気周期の４分の１だけ空間的にオフセットされた電気周期３６０°／２（Ｎ＋１）の第２の対の同一の２次巻線とを備える場合に考慮される。上述したように、このセンサは、２組の２つの別個の起電力を供給するのに適しており、そこから、それぞれ３６０°／２Ｎに等しい位置範囲にわたって、および３６０°／２（Ｎ＋１）に等しい位置範囲にわたって位置の推定を構築することが可能である。
【０１６９】
図２４は、変換器に対するターゲットの位置に応じた変換器の第１の対の２次巻線の端子において測定される起電力を使用して得られる位置の推定θＮ（実線）、および第２の対の２次巻線の端子において測定される起電力を使用して得られる位置の推定θＮ＋１（破線）の進行を表す図である。
【０１７０】
図２４に見られるように、変換器に対するターゲットの角度位置θが０°から３６０°に変動するとき、位置推定信号θＮは、０に実質上等しい低値と１に実質上等しい高値との間で周期的に変動し（本明細書では、この位置推定は、簡略化の目的で標準化されているが、記載する実施形態は、この特定の事例に制限されない）、変動周期は、第１の対の２次巻線の電気周期に等しく、すなわちＮ＝６の場合の３６０°／Ｎ＝６０°に等しい。さらに、位置推定信号θＮ＋１は、低値０と高値１との間で周期的に変動し、変動周期は、第２の対の２次巻線の電気周期に等しい、すなわちＮ＝６の場合の３６０°／Ｎ＋１≒５１．４°に等しい。
【０１７１】
位置推定信号θＮおよびθＮ＋１のレベルを組み合わせることによって、完全なセンサの１回転にわたって、すなわち同じ３６０°の範囲の２つの異なる分割にわたって、２つの別個の測定スケールが得られる。これらの２つの角度測定スケールに適用される副尺の原理、すなわち２つの標準化された位置推定θＮ＋１およびθＮ間の差θＮ＋１−θＮの構造は、距離Ｄｔｏｔ＝３６０°全体にわたって（すなわち、完全な１回転にわたって）、変換器に対するターゲットの位置および／または変位を推定するのに適している。
【０１７２】
より具体的には、位置推定信号の１つ、たとえば信号θＮを使用して、電気周期３６０°／Ｎに制限されたＮ個の角度範囲における「洗練された」ターゲット変位情報を提供することができ、他方の位置推定信号（この例では、信号θＮ＋１）とこの信号との差θＮ＋１−θＮを使用して、完全な１回転におけるターゲットの位置の粗い絶対情報を提供することができる。これらの条件の下で、粗い絶対情報により、洗練されているが角度的に制限された情報を、３６０°にわたって絶対的な洗練された変位推定を実施するように適合させることが可能になる。
【０１７３】
図２３のセンサの１つの利点は、上述したタイプの多極センサに対して拡大された位置範囲にわたって測定を提供するのに適している一方で、特に位置決め誤差に対する強健性に関する多極センサの利点からある程度の利益を得ることが可能になることである。
【０１７４】
一般的な原則として、上述した実施形態は、２つの信号θＮ１およびθＮ２に適合させることができ、Ｎ１およびＮ２は、必ずしも単一の差を呈しない異なる整数であることに留意されたい。これらの条件の下で、図２３のセンサの配置に類似の配置を呈するＮ１およびＮ２＝Ｎ１＋２を特徴とするセンサは、範囲Ｄｔｏｔ／Ｎ＝１８０°にわたって絶対測定を拡大するのに適している。一般的な原則として、Ｎ１およびＮ２＝Ｎ１＋ｒを特徴とするセンサにより、特定の条件の下で、範囲Ｄｔｏｔ／ｋ＝３６０°／ｒにわたって絶対測定を拡大することが可能になり、ここで、ｒはＮ１より厳密には小さい正の整数である。
【０１７５】
この概略的な事例では、ｒは明らかに、厳密には正の整数であり、すなわちゼロとは異なり（または１以上）、したがってＮ２はＮ１＋１以上である。ｒが厳密には正でなかった場合、Ｎ２は、ｒ＝０の場合にＮ１に等しくなる可能性があり、２つの信号θＮ１およびθＮ２は、同一（別個でない）になるはずであり、上記で説明したように、２つの標準化された位置推定間の差によって絶対位置を推定するのに適さないはずである。
【０１７６】
さらに、ｒは、Ｎ１−１以下の整数であり、したがってＮ２は２Ｎ１−１以下である。Ｎ２が２Ｎ１に等しい可能性がある場合、上述したように、２つの標準化された位置推定間の差は、第１の組のパターン（Ｎ１に対応する）のみによって供給されるものに類似の情報を供給するはずであり、２つの標準化された位置推定によって絶対差をより良好に推定するのに適さないはずである。したがって、ｒがＮ１−１以下になった場合、本発明の実施形態および利点を適用することができる。
【０１７７】
実際には、上述して図２３に示したように、ｒは好ましくは低い値を有し、たとえばｒは１に等しい。これにより、最も大きい範囲３６０°にわたって絶対測定を行うことが可能になる。いくつかの適用分野では、２に等しいｒの値（Ｄｔｏｔ＝３６０°のとき、１８０°における絶対測定）を選ぶこと、または３に等しいｒの値（Ｄｔｏｔ＝３６０°のとき、１２０°における絶対測定）を選ぶこと、または４に等しいｒの値（Ｄｔｏｔ＝３６０°のとき、９０°における絶対測定）を選ぶこと、または５に等しいｒの値（Ｄｔｏｔ＝３６０°のとき、７２°における絶対測定）を選ぶことなどが好ましい可能性がある。
【０１７８】
しかし、図２３のセンサには複数の問題がある。特に、センサのサイズは、上述したタイプのセンサに対して増大される。確かに、図２３の例では、測定を行うのに「有効」な変換器の表面積は、図３Ａを参照して説明したタイプの変換器の「有効」な環状ストリップのものより幅が約２倍大きい円環状ストリップのものである。同様に、測定を行うのに「有効」なターゲットの表面積は、図３Ｂを参照して説明したタイプの「有効」な環状ストリップのものより幅が約２倍大きい環状ストリップのものである。さらに、センサのスケールＮおよびＮ＋１の環状ストリップのそれぞれを比較的均一に励起することが求められる場合、１次側の実施形態は、前述の実施形態より複雑である。実際には、１次励起巻線を実施するために、３組の別個のターンを使用することが必要になる可能性がある。
【０１７９】
図２５は、誘導性変位センサの一実施形態の一例を概略的に表す正面図である。図２５のセンサは、２つの測定スケールＮおよびＮ＋１を有する多極センサであり、図２３および図２４を参照して説明した副尺の原理に従って動作する。図２５には、センサのターゲットのみを示す。
【０１８０】
図２５のセンサのターゲットは、ターゲットの円環状ストリップ１３０の３６０°に沿って分散された複数の分離された導電パターン１２７ｉを備える。図２５に見られるように、導電パターン１２７ｉによって形成される１組のパターンは、周期的でない。様々な導電パターン１２７ｉは、ターゲットの環状ストリップ１３０のうち異なる開口角の角度セクタの形状を有し、原則的に、環状ストリップ１３０に沿って不規則に分散される。
【０１８１】
ターゲットの環状ストリップ１３０にわたって導電パターン１２７ｉによって形成される１組のパターンは、それぞれの周期性３６０°／Ｎおよび３６０°／（Ｎ＋１）の第１および第２の組の周期導電パターンの（仮想）オーバーレイに対応する。第１の組のパターンは、ターゲットの環状ストリップ１３０に沿って規則的に分散されたＮ個の基本パターン１２９ｊ（実線）を備え、各基本パターン１２９ｊは、環状ストリップ１３０のうち３６０°／２Ｎにほぼ等しい開口角のセクタの形状を有する。第２の組のパターンは、環状ストリップ１３０に沿って規則的に分散されたＮ＋１個の基本パターン１３１ｋ（破線）を備え、各基本パターン１３１ｋは、環状ストリップ１３０のうち３６０°／２（Ｎ＋１）にほぼ等しい開口角のセクタの形状を有する。言い換えれば、図２５のターゲットの導電パターンの表面積は、電気周期３６０／Ｎの図３Ｂを参照して説明したタイプの第１のターゲットと、第１のターゲットと同じ内半径および外半径を有するが電気周期３６０°／（Ｎ＋１）を有する第２の類似のターゲットとの導電パターンの表面積の合計または組合せに対応する。
【０１８２】
図２５のセンサの変換器（簡略化の目的で図示せず）は、たとえば、図２３の例を参照して説明したように、ターゲットの導電パターンに適している。特に、変換器は、たとえば、
ターゲットの円環状ストリップ１３０に実質上同一の変換器の円環状ストリップ内にほぼ均一の励磁をもたらすのに適した少なくとも１つの１次巻線であって、ターゲットの環状ストリップ１３０に面して位置決めされることが意図される、少なくとも１つの１次巻線と、
周期性３６０°／Ｎの少なくとも第１および第２の２次巻線であって、電気周期の一部分だけ空間的にオフセットされ、変換器の円環状ストリップに沿って延びる、少なくとも第１および第２の２次巻線と、
周期性３６０°／（Ｎ＋１）の少なくとも第３および第４の２次巻線であって、電気周期の一部分だけ空間的にオフセットされ、変換器の同じ環状ストリップに沿って延びる、少なくとも第３および第４の２次巻線とを備える。
【０１８３】
本発明者らは、ターゲットの電気周期３６０°／Ｎおよび３６０°／（Ｎ＋１）の導電パターンが、互いに重複および短絡し、したがってターゲットが、３６０°の完全な１回転にわたって不規則に分散された導電パターン１２７ｉを備え、これらのパターンが、変換器の数組の２次巻線のパターンの周期的な開口角とは異なりうる残留開口角を有する場合でも、図２５のセンサは、図２３および図２４を参照して説明した方法に類似または同一の副尺タイプの読み取り方法を使用して、距離Ｄｔｏｔ全体にわたって（すなわち、完全な１回転にわたって）、非常に良好な性能で変位測定を行うのに適していることを観察した。
【０１８４】
図２５のセンサの１つの利点は、それぞれの電気周期３６０°／Ｎおよび３６０°／（Ｎ＋１）のパターンのオーバーレイのため、図２３を参照して説明したタイプの構成に対してセンサのサイズを低減させることができることである。さらに、たとえば図３Ａを参照して説明したタイプの単一の１次巻線だけで、センサの適切な動作にとって十分に均一の励磁を生成するのに十分である。
【０１８５】
図２６は、図２５のセンサの代替実施形態を概略的に表す正面図である。図２６では、センサのターゲットのみを示す。
【０１８６】
図２６のセンサのターゲットは、ターゲットの第１の円環状ストリップ１３８または幅広いストリップの３６０°に沿って分散された複数の分離された導電パターン１３７ｉを備える。
【０１８７】
ターゲットの環状ストリップ１３８上にパターン１３７ｉによって形成された１組のパターンは、それぞれ電気周期３６０°／Ｎおよび３６０°／（Ｎ＋１）の第１および第２の組の周期パターンのオーバーレイに対応する。第１の組のパターンは、ターゲットの第１の環状ストリップ１３８に沿って規則的に分散されたＮ個の基本導電パターン１３９ｊ（実線）を備え、各基本パターン１３９ｊは、ターゲットの第１の環状ストリップ１３８のうち１つの電気半周期３６０°／２Ｎにほぼ等しい開口角のセクタの形状を有する。第２の組のパターンは、ターゲットの第２の円環状ストリップ１４２または狭いストリップに沿って規則的に分散されたＮ＋１個の基本パターン１４１ｋ（破線）を備え、第２の円環状ストリップ１４２は、環状ストリップ１３８と同心円状であり、環状ストリップ１３８内に含まれており、すなわち第１の環状ストリップの内半径より大きい内半径および／または環状ストリップ１３８の外半径より小さい外半径を有する。各基本パターン１４１ｋは、ターゲットの環状ストリップ１４２のうち３６０°／２（Ｎ＋１）にほぼ等しい開口角の環状セクタの形状を有する。ターゲットの第２の環状ストリップ１４２の幅（径方向寸法）は、好ましくは、ターゲットの第１の環状ストリップ１３８の（径方向の）幅より著しく小さく、たとえば第１の環状ストリップ（幅広いストリップ）の幅より２〜２０分の１小さい。
【０１８８】
図２６のセンサの変換器（簡略化の目的で図示せず）は、たとえば、図２３および図２５の例を参照して説明したように、ターゲットの導電パターンに適している。特に、変換器は、たとえば、
ターゲットの第１の環状ストリップ１３８に実質上同一の変換器の第１の円環状ストリップ（幅広いストリップ）内にほぼ均一の励磁をもたらすのに適した少なくとも１つの１次巻線であって、ターゲットの第１の環状ストリップに面して位置決めされることが意図される、少なくとも１つの１次巻線と、
周期性３６０°／Ｎの少なくとも第１および第２の２次巻線であって、電気周期の一部分だけ空間的にオフセットされ、変換器の第１の円環状ストリップ（幅広いストリップ）に沿って延びる、少なくとも第１および第２の２次巻線と、
周期性３６０°／（Ｎ＋１）の少なくとも第３および第４の２次巻線であって、電気周期の一部分だけ空間的にオフセットされ、ターゲットの第２の環状ストリップ１４２に実質上同一の変換器の第２の円環状ストリップ（狭いストリップ）に沿って配置され、ターゲットの環状ストリップ１４２に面して位置決めされることが意図される、少なくとも第３および第４の２次巻線とを備える。
【０１８９】
図２６のセンサの動作は、図２５のセンサのものに類似している。好ましくは、図２６のセンサ内で、上述した「洗練された」測定を行う２次巻線は、ターンが変換器の最も幅広い環状ストリップ（ターゲットの環状ストリップ１３８に実質上同一）の環状セクタの形状を有する巻線である。洗練された測定の概念によって、任意選択で、狭いストリップの２次側によって行われる測定の性能および強健性をある程度犠牲にして、幅広いストリップの２次側によって行われる測定に性能および強健性を提供するような設計作業に、優先権が与えられることが理解される。
【０１９０】
図２５のセンサに対する図２６のセンサの追加の利点は、ターゲットと変換器との間の位置決め誤差に対して図２５のセンサより強健であることである。特に、幅広いストリップの２次巻線の端子において得られる測定（好ましくは、洗練された測定に関連する）は、ターゲットと変換器との間の位置決め誤差に対して図２５のセンサより強健である。確かに、特に１組のパターンが他のパターンに与える相互の影響が実質上同等でありかつ非常に強い図２５のターゲットに対して、図２６のセンサ内では、測定スケールの一方の表面積を他方に対して低減させることで、ターゲットにおいて幅広いストリップのパターン上に狭いストリップのパターンが位置することによって生じる結合をある程度低減させることが可能になる。それによって、位置決め誤差に対する数組の２次側のうちの１組の強健性を増大させることが可能になる。
【０１９１】
図示の例では、センサの第２の円環状ストリップ（狭いストリップ）の平均半径は、ターゲットの第１の円環状ストリップ（幅広いストリップ）の平均半径にほぼ等しいことに留意されたい。この構成は、導電パターンの内側および外側の正放線部分の作用を実質上同等に離すことが可能になるため、有利である。しかし、記載する実施形態は、この特定の構成に制限されない。
【０１９２】
図２７Ａ〜図２７Ｃは、図２５のセンサのさらなる代替実施形態を概略的に表す正面図である。より具体的には、図２７Ａはターゲットの正面図であり、図２７Ｂは変換器の一部分の正面図であり、図２７Ｃは変換器のさらなる部分の正面図である。実際には、説明の目的で図２７Ｂおよび図２７Ｃに別個に表す変換器の２つの部分は、単一の変換器内で同心円状に強固に接続されて重なっており、これらの２つの図における前記変換器の構成要素の分類は、複数の金属化レベルにおける特定の分布を予測したものではない。
【０１９３】
図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサのターゲットは、ターゲットの第１の円環状ストリップ１４８または幅広いストリップの３６０°に沿って分散された複数の分離された導電パターン１４７ｉを備える。
【０１９４】
第１の環状ストリップ１４８上に導電パターン１４７ｉによって形成された１組のパターンは、電気周期３６０°／Ｎの第１の組の周期パターンおよび電気周期３６０°／（Ｎ＋１）の第２および第３の組の周期パターンのオーバーレイに対応する。第１の組のパターンは、ターゲットの環状ストリップ１４８（幅広いストリップ）に沿って規則的に分散されたＮ個の基本導電パターン１４９ｊ（実線）を備え、各基本パターン１４９ｊは、ストリップ１４８のうち３６０°／２Ｎにほぼ等しい開口角のセクタの形状を有する。第２の組のパターンは、ターゲットの第２の環状ストリップ１５２（狭いストリップ）に沿って規則的に分散されたＮ＋１個の基本導電パターン１５１ｋ（破線）を備え、第２の環状ストリップ１５２は、第１の環状ストリップ１４８と同心円状であり、ストリップ１４８内に含まれており、すなわち環状ストリップ１４８の内半径より大きい内半径および環状ストリップ１４８の外半径より小さい外半径を有する。この例では、ターゲットの環状ストリップ１５２の内半径は、第１の環状ストリップ１４８の平均半径より大きい。一実施形態のこの例は、制限的なものではなく、特に狭いストリップ１５２および１５４は、幅広いストリップ１４８内に異なる形で配置することができ、幅広いストリップ１４８の平均半径は、狭いストリップのいずれかに対する超えられない限界を表すものではない。各基本パターン１５１ｋは、ターゲットの第２の環状ストリップ１５２のうち３６０°／２（Ｎ＋１）にほぼ等しい開口角の２分の１の形状を有する。ターゲットの環状ストリップ１５２の（径方向の）幅は、好ましくは、ターゲットの環状ストリップ１４８の幅に対して小さく、たとえば第１のストリップの幅より３〜２０分の１小さい。第３の組のパターンは、ターゲットの第３の環状ストリップ１５４（狭いストリップ）に沿って規則的に分散されたＮ＋１個の基本導電パターン１５３ｋ（破線）を備え、第３の環状ストリップ１５４は、環状ストリップ１４８と同心円状であり、環状ストリップ１４８内に含まれる。この例では、ターゲットの環状ストリップ１５４の外半径は、環状ストリップ１４８の平均半径より小さい。第１の環状ストリップ１４８の平均半径と第３の環状ストリップ１５４の平均半径との差は、たとえば、第２の環状ストリップ１５２の平均半径と第１の環状ストリップ１４８の平均半径との差にほぼ等しい。各基本パターン１５３ｋは、第３のターゲットの環状ストリップ１５４のうち３６０°／２（Ｎ＋１）にほぼ等しい開口角のセクタの形状を有する。第３の環状ストリップの幅は、たとえば、第２の環状ストリップの幅にほぼ等しい。別法として、第３の環状ストリップ１５４の幅は、環状ストリップ１５４のパターンの表面積が環状ストリップ１５２のパターンの表面積にほぼ等しくなるような幅である。実施形態のこれらの２つの例は、制限的なものではない。
【０１９５】
図２７Ａに見られるように、ターゲットの環状ストリップ１５４の周期性３６０°／（Ｎ＋１）の周期パターンは、ターゲットの環状ストリップ１５２の周期性３６０°／（Ｎ＋１）の周期パターンに対して３６０°／２（Ｎ＋１）だけ空間的にオフセットされる。したがって、２つの隣接する基本導電要素１５１ｋを分離する開口角３６０°／（Ｎ＋１）の「空」の角度範囲内に、基本パターン１５３ｋがほぼ延び、２つの隣接する基本導電パターン１５３ｋを分離する開口角３６０°／（Ｎ＋１）の「空」の角度範囲内に、基本導電パターン１５１ｋがほぼ延びる。言い換えれば、ターゲットの径方向の実質上すべてに、基本導電パターン１５１ｋまたは基本パターン１５３ｋが存在する。
【０１９６】
図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサの変換器は、たとえば、図２３、図２５、および図２６の例を参照して説明したように、ターゲットの導電パターンに適している。変換器は、たとえば、
ターゲットの第１の環状ストリップ１４８に実質上同一の変換器の第１の円環状ストリップ内にほぼ均一の励磁をもたらすのに適した少なくとも１つの１次巻線２１１（図２７Ｂ）であって、ターゲットの環状ストリップ１４８に面して位置決めされることが意図される、少なくとも１つの１次巻線２１１と、
電気周期３６０°／Ｎの少なくとも第１および第２の２次巻線２４３（図２７Ｂには１つの２次巻線２４３のみを示す）であって、それぞれ、同じ巻線方向のＮ個のターン、または別法として、交互の巻線方向の２Ｎ個のターンを備え、第１および２次巻線の各ターンが、変換器の第１の環状ストリップの開口角３６０°／２Ｎのセクタの形状を有し、各巻線のＮまたは２Ｎ個のターンが、変換器の第１の環状ストリップの３６０°に沿って規則的に分散される、少なくとも第１および第２の２次巻線２４３と、
周期性３６０／（Ｎ＋１）の少なくとも第３および第４の２次巻線２５３（図２７Ｃには１つの２次巻線２５３のみを示す）であって、それぞれ、同じ巻線方向のＮ＋１個のターン、または好ましくは、交互の巻線方向の２（Ｎ＋１）個のターンを備え、第３および第４の２次巻線の各ターンが、変換器の第２の環状ストリップの開口角３６０°／２（Ｎ＋１）のセクタの形状を有し、変換器の第２の環状ストリップが、ターゲットの第２の環状ストリップ１５２に実質上同一であり、ターゲットのストリップ１５２に面して位置決めされることが意図され、各巻線のＮ＋１または２（Ｎ＋１）個のターンが、変換器の第２の環状ストリップの３６０°に沿って規則的に分散される、少なくとも第３および第４の２次巻線２５３と、
周期性３６０°／（Ｎ＋１）の少なくとも第５および第６の２次巻線２５５（図２７Ｃには１つの２次巻線２５５のみを示す）であって、それぞれ、同じ巻線方向のＮ＋１個のターン、または好ましくは、交互の巻線方向の２（Ｎ＋１）個のターンを備え、第５および第６の２次巻線の各ターンが、変換器の第３の環状ストリップの開口角３６０°／２（Ｎ＋１）のセクタの形状を有し、変換器の第３の環状ストリップが、ターゲットの第３の環状ストリップ１５４に実質上同一であり、ターゲットの環状ストリップ１５４に面して位置決めされることが意図され、各巻線のＮ＋１または２（Ｎ＋１）個のターンが、変換器の第３の環状ストリップの３６０°に沿って規則的に分散される、少なくとも第５および第６の２次巻線２５５とを備える。
【０１９７】
第３および第５の２次巻線は極性が逆であり、すなわち、図７に画定して以下説明で採用する極性規則（＋または−の符号で表す）に従って、３６０°／２（Ｎ＋１）だけ空間的にオフセットされる。第４および第６の巻線は、第３および第５の２次巻線間の配置に実質上同一の配置に従って、互いに対して配置される。
【０１９８】
好ましくは、第１の円環状ストリップ内では、第１および第２の２次巻線が、３６０°／２Ｎだけ互いに対して空間的にオフセットされ、第２の円環状ストリップ内では、第３および第４の２次巻線が、３６０°／２（Ｎ＋１）だけ互いに対して空間的にオフセットされ、第３の円環状ストリップ内では、第５および第６の２次巻線が、３６０°／２（Ｎ＋１）だけ互いに対してオフセットされる。
【０１９９】
より一般的には、変換器は、第１の環状ストリップ内に、電気周期の一部分だけ互いに対して空間的にオフセットされた第１の２次巻線に実質上同一の電気周期Ｄｔｏｔ／Ｎの複数の２次巻線を備え、第２の環状ストリップ内に、電気周期の一部分だけ互いに対して空間的にオフセットされた第３の２次巻線に実質上同一の電気周期Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋１）の複数の２次巻線を備え、第３の環状ストリップ内に、電気周期の一部分だけ互いに対して空間的にオフセットされた第５の２次巻線に実質上同一の電気周期Ｄｔｏｔ／（Ｎ＋１）の複数の２次巻線を備えることができる。
【０２００】
図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサの動作は、図２５および図２６のセンサのものに類似している。
【０２０１】
図２７Ａ〜図２７Ｃの例では、様々な読み取り構成を使用することができる。本発明者らは、
２次巻線２４３による１組のパターン１４７ｉの読み取りが、電気周期３６０°／２Ｎの処理に適した所望の信号を生成し、
２次巻線２５３による１組のパターン１４７ｉの読み取りが、電気周期３６０°／２（Ｎ＋１）の処理に適した所望の信号を生成し、
２次巻線２５５による１組のパターン１４７ｉの読み取りが、電気周期３６０°／２（Ｎ＋１）の処理に適した所望の信号を生成し、
２次巻線２５３および２次巻線２５５による１組のパターン１４７ｉの同時読み取りの組合せが、たとえば両方の２次側の極性が交互であり（図２７Ｃに示す）、直列に電気的に接続されているとき、電気周期３６０°／２（Ｎ＋１）および２次巻線２５３によって読み取られる所望の信号または２次巻線２５５によって読み取られる所望の信号の２倍にほぼ等しい振幅の所望の処理に適した信号を生成し、
２次巻線２４３による１組のパターン１４７ｉの読み取りが、この２次巻線によって検出される所望の信号に対して比較的弱い寄生信号（特に、周期性３６０°／（Ｎ＋１）および３６０°）を生成し、
２次巻線２５３および２次巻線２５５による１組のパターン１４７ｉの同時読み取りの組合せが、たとえば２つの２次側の極性が交互であり（図２７Ｃに示す）、直列に電気的に接続されているとき、この２次巻線によって検出される所望の信号に対して比較的弱い寄生信号（特に、周期性３６０°／Ｎおよび３６０°）を生成することを、特に観察した。
【０２０２】
図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサの追加の利点は、ターゲットと変換器との間の位置決め誤差に対して図２６のセンサよりさらに強健であることである。
【０２０３】
特に、幅広いストリップの２次巻線２４３の端子において得られる測定（好ましくは、洗練された測定に関連する）は、ターゲットと変換器との間の位置決め誤差に対して図２６のセンサより強健である。確かに、図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサ内では、ターゲットの径方向の実質上すべてに、狭いストリップの単一の基本導電パターンが存在し、ターゲットの２つの狭いストリップのいずれかに配置される。さらに、ターゲットの２つの狭いストリップは、好ましくは、変換器の幅広いストリップの２次側２４３の２つの内側および外側の正放線方向の分岐から十分に距離をあけて配置される。これらの条件の下で、幅広いストリップの２次側２４３の端子における測定の際、ターゲットの２つの狭いストリップの導電パターンの結合は、ターゲットの狭いストリップの導電パターンの誘導の組合せから生じ、これらの２つの寄与は、実質上変換器に対するターゲットの位置にかかわらず、互いに打ち消し合う。次いで、寄生結合は、変換器に対するターゲットの位置が変化するとき、比較的安定した値を採用する。さらに、結合は、たとえば図３のセンサに関して説明したように、空間的な差動測定を行うために、幅広いストリップの２次側が、交互の巻線方向の２Ｎ個のターンを備えるとき、実質上ゼロの値を採用する。さらなる説明は、変換器の幅広いストリップの２次側が、２つのオフセットされた狭いストリップを、単一の狭い中央の導電ストリップであり、電磁的（電気的でない）にＤｔｏｔにわたって実質上中実でありまたは連続するものとして大まかに「認識」し、したがってこの仮想ストリップが、前記２次側の端子において、実質上位置に依存しない信号を誘導すると見なすことからなる。
【０２０４】
さらに、本発明者らは、２次巻線２５３（狭いストリップ）の端子において得られる測定が、２次巻線２５５（他方の狭いストリップ）の端子において得られる測定の位置に応じた挙動に類似している変換器に対するターゲットの位置に応じた挙動を呈することを観察した。本発明者らはまた、変換器に対するターゲットの位置決め不良の場合、２つの狭いストリップの一方の２つの巻線２５３または２５５の一方の端子における測定の位置に応じた挙動が、他方の巻線の端子における測定の際に得られる変形に対して比較的相補形の変形を呈することを観察した。したがって、２つの狭いストリップの２つの２次側の測定を組み合わせて、２つの巻線を直列に優先的に接続することによって、特に振幅および線形性に関する位置に対して比較的類似の挙動を呈するように設計されている場合、位置決め不良に対して比較的強健な新しい複合巻線の端子において、測定を得ることが可能である。確かに、図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサ内で、変換器の径方向の実質上すべてに、複合巻線のちょうど２つの基本ターンが存在し、これらの基本ターンは、極性が逆であり、変換器の２つの狭いストリップのそれぞれに交互に配置される。さらに、変換器の２つの狭いストリップは、ターゲットの幅広いストリップの導電パターンの２つの内側および外側の正放線方向の分岐から十分に距離をあける。これらの条件の下で、複合巻線の端子における測定の際、ターゲットの幅広いストリップの導電パターン１４９ｊの結合は、２次側２５３（一方の狭いストリップ）の導電パターン１４９ｊの誘導の組合せから、および２次側２５５（他方の狭いストリップ）の導電パターン１４９ｊの誘導から生じ、これらの２つの寄与は、実質上変換器に対するターゲットの位置にかかわらず、互いに打ち消し合う。次いで、寄生結合は、変換器に対するターゲットの位置が変化するとき、比較的安定した値を採用する。さらに、結合は、たとえば図３のセンサに関して説明したように、空間的な差動測定を行うために、２次側２５３および２５５（狭いストリップ）が、交互の巻線方向の２（Ｎ＋１）個のターンを備えるとき、実質上ゼロの値を採用する。さらなる説明は、変換器に対するターゲットの位置が変化するとき、変換器の狭いストリップの２次側によって、ターゲット上のそれに関連する１組の導電パターンに関して行われる読み取りは、変換器の他方の狭いストリップの２次側によって、ターゲット上のそれに関連する１組の導電パターンに関する行われる読み取りと実質上「同相」であると見なすことからなる。さらに、変換器に対するターゲットの位置が変化するとき、変換器の狭いストリップの２次側によって、幅広いストリップの１組の導電パターン１４９ｊに関して行われる読み取りは、変換器の他方の狭いストリップ２次側によって、ターゲットの幅広いストリップの同じ１組の導電パターンに関して行われる読み取りと実質上「逆相」である。したがって、数学的または電気的手段（たとえば、直列電気接続）によって２つの測定が加えられるとき、それぞれの狭いストリップの２次側がこの目的で設計される場合、寄生結合は、実質上ゼロの値を採用するのに対して、所望の信号は保持および／または増幅される。
【０２０５】
狭いストリップの２次巻線と他方の狭いストリップの２次巻線との直列電気接続の事例では、図２Ｅを参照して説明したセンサの特徴を得るために、たとえば、２つの基本巻線の直列接続点を複合巻線の中央点として選択することが可能であることに留意されたい。
【０２０６】
たとえば変換器に対するターゲットの位置決め不良に対する変換器の幅広いストリップおよび／または狭いストリップにおける測定の強健性を増大させる同じ目的で、別個に調整された信号の線形の組合せ、または２次側を電気的に相互接続するさらなる方法など、狭いストリップの２つの２次側の測定を組み合わせるさらなる方法を想定することができることに留意されたい。
【０２０７】
図２３、図２５、図２６、および図２７Ａに示す例では、電気周期３６０°／（Ｎ＋１）の基本パターンの１つは、電気周期３６０°／Ｎの基本パターンの１つと同じ角度位置をほぼ中心とすることに留意されたい。たとえば、図２５では、パターン１３１１は、パターン１２９１と同じ角度位置を中心とし、図２７Ａでは、パターン１５１１は、パターン１４９１と同じ角度位置を中心とする。この構成は、センサの全体的な対称性レベルを増大させるのを助け、特にそれにより、ターゲットの製造および目視検査を容易にし、または数組の２次巻線の設計および製造を容易にすることが可能になるため、優先的である。しかし、記載する実施形態は、この特定の事例に制限されない。
【０２０８】
一般的な原則として、上述した実施形態は、２つの信号θＮ１およびθＮ２に適合させることができ、Ｎ１およびＮ２は異なる整数であるが、その差は必ずしも単一でないことに留意されたい。これらの条件の下で、図２３、図２５、図２６、および図２７Ａ〜図２７Ｃのセンサの配置に類似の配置のＮ１およびＮ２＝Ｎ１＋２を特徴とするセンサにより、範囲Ｄｔｏｔ／Ｎ＝１８０°にわたって絶対測定を拡大することが可能になる。より一般的な原則として、Ｎ１およびＮ２＝Ｎ１＋ｒを特徴とするセンサにより、特定の条件の下で、範囲Ｄｔｏｔ／ｒ＝３６０°／ｒにわたって絶対測定を拡大することが可能になり、ここで、ｒは正の整数であり、ゼロとは異なり、厳密にはＮ１より小さい（言い換えれば、Ｎ１−１以下）。
【０２０９】
さらに、別法として、図２６および図２７Ａ〜図２７Ｃの例では、周期性３６０°／Ｎのパターンの幅に対して周期性３６０°／（Ｎ＋１）のパターンの幅を低減させるのではなく、周期性３６０°／２（Ｎ＋１）のパターンの幅に対して周期性３６０°／Ｎのパターンの幅を低減させることを想定することができる。
【０２１０】
さらに、中央点の両側で変換器の増大された対称性から利益を得るために（特に、変換器が第２の態様によって実施されるとき）、磁極対の数は、好ましくは、幅広いストリップのパターンに対して偶数であることに留意されたい。
【０２１１】
さらに、図２３〜図２７Ｃを参照して説明した実施形態は、平面の角変位センサに適用されるだけでなく、さらなるタイプの誘導性変位センサ、特に平面の線形変位センサ、または平面でない角変位センサ、たとえばその上で回転する部分に面してその周りに「巻かれた」（たとえば、円筒に従った形状）線形変位センサにも適用することができ、そのようなセンサは、やはり線形タイプの「巻かれた」（たとえば、円筒に従った形状）ターゲット上に位置することに留意されたい。実施形態のこれらの２つの例は、制限的なものではない。
【０２１２】
第４の態様
概して、誘導性変位センサのターゲットは、厚さ全体にわたって切断された金属板から構成され、したがって、たとえば上述した欧州特許出願公開第０１８２０８５号明細書の図５０の例に示されているように、板のうちターゲットの導電パターンに対応する部分のみを変換器の巻線に面して保持する。別法として、ターゲットは、誘電体基板、たとえばプラスチック板からなることができ、変換器の方へ向けられた１つの面が、ターゲットの導電パターンを形成する金属層によって部分的に被覆される。
【０２１３】
しかし、上述したタイプのターゲットには弱点があり、いくつかの適用分野、特に変位の検出が可能であることが求められる可動部分が著しい衝撃または振動にさらされやすい適用分野では、問題となる可能性がある。これらの弱点の中でも、本発明者らは、比較的微細でありかつ／または傾斜しているときの導電パターン、および概して柔軟な誘電体基板（ＰＣＢエポキシ、プラスチックなど）を特に特定した。さらに、ターゲットと変位の検出が可能であることが求められる可動部分との間をしっかりと取り付ける実施形態には、困難がある可能性がある。この取付け（たとえば、接合、ねじ留め、嵌合など）は、特に、機械的な弱点となる可能性がある。そのような弱点により、そのようなターゲットを装備したセンサの産業的適用分野が制限され、特に前記部分の組立て動作後、特に槌およびプレスなどの工具を使用してこれらの組立て動作を実行したときに、回転機械部分に計器を備えること、または堅固な機械ハウジング内にターゲットおよび／もしくは変換器を保護することが必要とされる。これは、たとえば、高トン数のプレス手段によって埋め込まれた計器を備えた軸受に当てはまる。
【０２１４】
第４の態様によれば、特に強度に関して、既存のターゲットの欠点のすべてまたは一部を改善する誘導性変位センサターゲットを利用できることが、望ましいはずである。
【０２１５】
このため、第４の実施形態によれば、１つの導電金属片（たとえば、鋼片）から形成された誘導性変位センサターゲット、または変換器の方へ向けられることが意図されたターゲットの面が、金属底壁から突出する１つもしくは複数の金属スタッドを備えるように機械加工された一体型のターゲットを実施することが想定される。ターゲットのスタッドは、ターゲットの１つまたは複数の導電パターンに対応し、底壁のうち頂部にスタッドのない部分は、ターゲットの導電パターンのない領域、すなわち通常は従来の誘導性変位センサターゲットにおける非導電性領域に対応する。
【０２１６】
図２８は、誘導性変位センサに対するそのような一体型のターゲット３０１の一実施形態の一例を表す斜視図である。ターゲット３０１は、金属ディスクの略形状を有し、変換器の方へ向けられることが意図されるディスクの１つの面が、ほぼ平面の底壁３０９から突出する実質上同じ高さのＮ個の導電スタッド３０７ｉ（図示の例では、Ｎ＝６）を備えるように機械加工される。各スタッド３０７ｉは、ほぼ平面でありかつ壁３０９に平行する頂点または頂面を有する。さらに、この例では、スタッドの側壁は、壁３０９にほぼ直交する。ターゲット３０１のスタッド３０７ｉの頂面は、ターゲットの導電パターンを画定する。この例では、ターゲット３０１は、図３Ｂのターゲットのものに実質上同一の導電パターンを有し、すなわち、ディスクの中央面に直交する方向に沿った投影図において、スタッド３０７ｉは、図３Ｂのターゲットの導電パターン１１７ｉと実質上同じ形状を有し、実質上同じ形式で配置される。
【０２１７】
ターゲット３０１の動作原理は、上述したものに類似しており、すなわち、励磁を放出する変換器の前にターゲットが配置されたとき、スタッド３０７ｉ内で、特にスタッドの頂面において、誘導現象、たとえば渦電流が生じ、変換器に対するスタッド３０７ｉの位置に応じて、変換器の出力信号レベルの変動が誘導される。
【０２１８】
ターゲット３０１において、変換器に面するターゲットの表面のうちスタッド３０７ｉ間に位置する部分は、導電性を有していることに留意されたい。したがって、１次巻線によって生成される励磁の作用を受けて、底壁３０９でも、ターゲットのこれらの部分において、誘導現象、たとえば渦電流が生じる可能性がある。より一般的な原則として、たとえば壁３０９を特徴とするターゲットの基板にスタッドが均一に電気的に接触する図２８のセンサの事例では、電磁界分布は、１次側によって生成される励磁に対するターゲットの導電構造の全体的な相互作用から生じる。特に、電磁現象は、各導電スタッドではなく、ターゲットの全体的な導電構造に関連して生じ、たとえば、コントラクト３０７ｉの表面または壁３０９の表面のうちスタッド間に含まれる部分によって実質上画定される局所的なループではなく、ターゲットの回転軸と同心円状のループに実質上沿った誘導電流の流れに関連して生じる。従来技術では、これらの寄生誘導現象を回避するために、底壁３０９を可能な限り離し、スタッド３０７ｉを電気的に絶縁することが慣例であることに、特に留意されたい。
【０２１９】
しかし、変換器と壁３０９との間の距離が変換器とスタッド３０７ｉとの間の距離より大きい場合、壁３０９内で生じる誘導現象は、スタッド３０７ｉの表面において生じる誘導現象より小さくなる。本発明者らが行った試験により、壁３０９の誘導性の寄与は、任意選択で、スタッド３０７ｉの高さが低いとき、変換器の必要な出力信号の減衰などの変更または線形性特徴の変更を引き起こすことができるが、他方では、センサによって行うことができる位置測定の精度を劣化させないことが実証された。
【０２２０】
第１の態様によれば、特に図１２Ａ〜図１２Ｄを参照して説明したように、ターゲットの幾何学的な調整、特に図２８のセンサ内のスタッド３０７ｉの高さの調整により、線形性に関する最適のターゲット−変換器距離ｄｏｐｔを調整することを想定することが可能であることに留意されたい。したがって、スタッドの高さは、距離ｄｏｐｔがターゲットの適用分野、たとえば０．５〜１．５ｍｍと適合するように選択することができ、これは、様々な産業的適用分野と適合している値の範囲である。
【０２２１】
非制限的な例として、スタッド３０７ｉの高さは、０．１〜３０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍである。
【０２２２】
より一般的には、図２８を参照して説明したように、１つまたは複数の導電パターンを有する任意のタイプの誘導性変位センサターゲット、たとえば、図２８のものとは異なる導電パターンを有する誘導性線形変位ターゲットまたは平面の誘導性角変位センサターゲットを、一体型で実施することができ、すなわち、これらの導電パターンは、たとえば角度セクタまたは長方形とは異なり、たとえば、導電パターンの輪郭の少なくとも１つ（たとえば、外側の輪郭）が、ターゲット上の角度に応じて実質上螺旋状に展開すること、または導電パターンの輪郭の少なくとも１つが、ターゲット上の角度に応じて実質上正弦波形に展開することを特徴とする。
【０２２３】
説明として、一体型の平面の誘導性角変位センサターゲット４０１のさらなる非制限的な例を図２９に示す。
【０２２４】
図２８の例と同様に、ターゲット４０１は、金属ディスクの略形状を有し、変換器の方へ向けられることが意図されるディスクの１つの面が、ほぼ平面の底壁３０９から突出する実質上同じ高さの導電スタッド４０７を備えるように機械加工される。上記のように、各スタッド４０７は、ほぼ平面でありかつ壁３０９に平行する頂点または頂面を有し、スタッドの側壁は、壁３０９にほぼ直交する。ターゲット４０１のスタッド４０７の頂面は、ターゲットの導電パターンを画定する。この例では、ターゲット４０１は、図２７Ａのターゲットのものに実質上同一の導電パターンを有し、すなわち、上から見て、スタッド４０７は、図２７Ａのターゲットの導電パターン１４７ｉと実質上同じ形状を有し、実質上同じ形式で配置される。
【０２２５】
上述したタイプの一体型のターゲットの実施形態は、固体の金属部分を機械加工する任意の知られている手段、たとえばエッチング、焼結、成形、エンボス加工などによって実行することができる。
【０２２６】
上述したタイプの一体型のターゲットの１つの利点は、既存のターゲットに比べて特に強健であり、したがって特別な予防策なしで取り扱うことができることである。この強健性は、特に、そのようなターゲットが固体であり、明らかな弱点がないことに由来する。さらに、これらのターゲットは、既存のターゲットより可動部分に堅固に取り付けるのが容易である。特に、任意のメタルオンメタル圧力嵌めおよび／またはメタル−メタル溶接技法を使用することができる。これらの２つの特徴により、その組立て前またはホストシステムにおける使用中でも、回転金属部分のほとんどに事前に計器を備えることが可能になる。システムの計器装備を終了するには、組立ての終了時またはホストシステムの寿命の任意の段階において、組み立てられたターゲットに対向して変換器を取り付けるだけでよい。
【０２２７】
１つの特に有利な実施形態によれば、上述したタイプの一体型の誘導性変位センサターゲットは、位置（および／または変位）を検出することが可能であることが求められる金属部分、たとえば、
角度測定の場合、自動車のステアリングコラム、エンジンシャフト、もしくは減速ギアボックス（たとえば、シャフトの端部区間の１つのディスク状の面）、玉軸受の回転リング（内側もしくは外側）、ギアなど、または
線形測定の場合、ピストンロッド、緩衝体などにおいて、直接機械加工することができる。
【０２２８】
様々な例および実施形態について、様々な代替実施形態とともに上述した。当業者であれば、本発明の技能を実施することなく、これらの様々な例、実施形態、および代替実施形態の様々な要素を組み合わせることが可能であることに留意されたい。上述した第１、第２、第３、および第４の実施形態は、適用分野の必要に応じて、互いに独立して実施することができ、または完全もしくは部分的に組み合わせることができることに、特に留意されたい。
【符号の説明】
【０２２９】
１００  誘導性角度位置センサ
１０１  １次導電巻線
１０１ａ  導電ターン
１０１ｂ  導電ターン
１０３  ２次導電巻線
１０７  導電パターン
１１０  変換器
１１１  ターゲット
１１２  変換器
１１３  ２次巻線
１１３’  第２の２次巻線
１１３ｉ  ターン、ループ
１１３ｉ’  ターン、ループ
１１４  ターゲット
１１７ｉ  導電パターン
１１８  第１の円環状ストリップ
１１９ｊ  導電パターン
１２０  第２の円環状ストリップ
１２３  ２次巻線
１２３ｉ＋  ターン、パターン
１２３ｉ−  ターン、パターン
１２７ｉ  導電パターン
１２９ｊ  基本パターン
１３０  円環状ストリップ
１３１ｋ  第２の基本パターン
１３７ｉ  導電パターン
１３８  第１の円環状ストリップ
１３９ｊ  基本導電パターン
１４１ｋ  第２の基本パターン
１４２  第２の円環状ストリップ
１４７ｉ  導電パターン
１４８  第１の円環状ストリップ
１４９ｊ  基本導電パターン
１５１ｋ  第２の基本パターン
１５２  第２の環状ストリップ
１５３ｋ  基本導電パターン
１５４  環状ストリップ
２０１  変換器
２０３  ターゲット
２０５  電磁界閉じ込め部分、下部部分、導電部分
２０５’  電磁界閉じ込め部分、上部部分、導電部分
２１１  １次巻線
２１３  ２次巻線
２１３Ａ  第１のコイル状導電区間
２１３Ｂ  第２のコイル状導電区間
２１３Ｃ  第３のコイル状導電区間
２１３Ｄ  第４のコイル状導電区間
２１３ｉ＋  ループ、ターン
２１３ｉ−  ループ、ターン
２２３  ２次巻線
２２３’  ２次巻線
２２３Ａ  第１の湾曲したコイル状導電区間
２２３Ｂ  第２の湾曲したコイル状導電区間
２２３Ｃ  第３の湾曲したコイル状導電区間
２２３Ｄ  第４の湾曲したコイル状導電区間
２４３  第１および第２の２次巻線
２５３  第３および第４の２次巻線
２５５  第５および第６の２次巻線
３０１  一体型のターゲット
３０７ｉ  導電スタッド
３０９  底壁
４０１  一体型の平面の誘導性角変位センサターゲット
４０７  導電スタッド
５００  転がり軸受、玉軸受
Ａ  第１の中間点
Ｂ  電磁界、第３の中間点
ｄ  ターゲット−変換器距離
ｄｃｐｒ  ターゲット−１次巻線距離
ｄｏｐｔ  最適のターゲット−変換器距離
ｄｐｉｐｒ’  部分−１次巻線距離
Ｄｔｏｔ  ２次巻線の寸法、距離
Ｅ１  電気始端、入力端、第１の端部、端子
Ｅ１’  端子
Ｅ２  電気終端、第２の端部、端子
Ｅ２’  端子
ＥＬ  線形近似ＶＬと振幅Ｖの差、線形性誤差
ＩＰ  電流
ｌ  部分−変換器距離
ｌ’  部分−変換器距離
Ｍ  端子、中央点、第２の中間点、中間接続点
Ｍ’  端子
Ｍ１  金属化レベル
Ｍ２  金属化レベル
ＰＥ１  接続端子
ＰＥ２  接続端子
ＰＭ  第３のアクセス端子
Ｒｅｘｔ  外半径
Ｒｉｎｔ  内半径
Ｖ  起電力、振幅、信号
Ｖ’  振幅、信号
ＶＬ  線形近似
ＶＭ１  有効誘導現象
ＶＭ２  有効誘導現象
Ｖｍａｘ  高値
Ｖｍｉｎ  低値
ＶＰ  寄生誘導現象
ＶＰ’  寄生誘導現象
ＶＰ”  寄生誘導現象
ＶＰＥ１  測定
ＶＰＥ１ＰＥ２  差動測定
ＶＰＥ２  測定
ＶＲＥＦ  既知の値
ｘ  直線方向
Ｚ  軸
α  開口角
αＬ  低減された角度範囲、線形性範囲
θ  角度位置
θＮ  推定、位置推定信号
θＮ＋１  推定、位置推定信号
Δα  角偏差
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
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【図２９】
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