JPH0361808A

JPH0361808A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH0361808A
Application number: JP19683489A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hasegawa; 慎二長谷川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-18
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: JP3160278B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、インクリメントエンコーダやポテンショメー
タを用いて可動体の位置を検出する位置検出装置に関す
る。

（従来の技術）この種の位置検出装置として、インクリメントエンコー
ダやポテンショメータを用いたものがある。

インクリメントエンコーダを用いた位置検出装置では、
その検出量は絶対値ではなく相対値である。このため、
非動作中（電源が供給されていない状態）にあって被検
出対象である可動体の動きを検出できないものであった
。

また、ポテンショメータを用いた位置検出装置では、ポ
テンショメータの特性に起因する分解能及び直線性に物
理的な限界があるため、ある程度の誤差を発生してしま
い、検出精度としては、インクリメントエンコーダを用
いた位置検出装置には及ばないものであった。

さらに、上述したいずれの構成にあってもインクリメン
トエンコーダやポテンショメータ自身に故障或いは配線
に異常が生じた場合は、誤った検出値が出力されること
になり、問題であった。

（発明が解決しようとする課題）このようにインクリメントエンコーダ又はポテンショメ
ータを用いた位置検出装置においては、高い検出精度、
非動作中にあっての可動体の動きがあったことの検出等
について一長一短があり、満足できる機能を持ち得ない
ものであった。

そこで本発明の目的は、高い検出精度を確保し得、非動
作中にあっての可動体の動きがあったことを検出し得る
位置検出装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。

すなわち、本発明は、可動体の位置を検出するインクリ
メントエンコーダ及びポテンショメータと、前記インク
リメントエンコーダの出力データとポテンショメータの
出力データとを比較したときの差分が予め定めた不感帯
の外にあり且つ非動作時に発生したデータであるときに
は、非動作時に可動体が動いたものε判定するε共に前
記インクリメントエンコーダの出力データ又はポテンシ
ョメータの出力データによる位置データを校正できるよ
うにする手段とを具備したことを特徴とする。

（作用）このような構成によれば、２つの検出要素のうちの一方
であるインクリメントエンコーダの出力データにより高
い検出精度を確保し得、また、第１の手段により非動作
中にあっての可動体の動きがありたことを検出し得るも
のとなる。

（実施例）以下本発明にかかる位置検出装置の一実施例を第１図〜
第４図を参照して説明する。

第１図は本実施例の位置検出装置のハードウェアの構成
図、第２図は本実施例の位置検出装置に装備されるソフ
トウェアのメインルーチンの流れ図、第３図は第２図に
おけるメインルーチン内における初期設定ルーチンの流
れ図である。

第１図に示すように、本実施例の位置検出装置は、被検
出対象である図示しない可動体にその可動部を取付けた
インクリメントエンコーダ（ＥＮ）】０、このインクリ
メントエンコーダ（Ｅ　Ｎ）１０の出力であるパルス列
をカウントするカウンタ１２、前記可動体にその可動部
を取付けたポテンショメータ（ＰＴ）１４、このポテン
ショメータ（ＰＴ）１４のアナログ出力（電圧値）をデ
ィジタル出力に変換するＡ／Ｄ変換器１６、初期位置に
あるか否かを０Ｎ１０ＦＦで検出するセンサ１８を有す
る。このセンサ１８は、インクリメントエンコーダ（Ｅ
Ｎ）１０とポテンショメータ（ＰＴ）１４との検出範囲
間をＯＦＦとＯＮとで二分するように、その可動部を前
記可動体に取付けている。このセンサ１８としては、リ
ミットスイッチ等の接触センサや光スィッチ等の非接触
センサを用いるものである。

また、本実施例の位置検出装置は、カウンタ１２の出力
Ｄ　ＩｌＮ、　Ａ　／　Ｄ変換器１６の出力Ｄ　、Ｔ。

及びセンサ１８の出力であるプリセット信号を受けて所
定の信号処理を行うＣＰＵ２０．及びこのＣＰＵ２０に
対して前記信号処理にて必要とする不感帯データ及び補
正データを保持するメモリ３０を有して構成される。こ
こで、ＣＰ　Ｕ　２０　ハ、通常のディジタルコンピュ
ータであって、少なくとも主位置データメモリ２２及び
データ比較器２４を備えている。また、不感帯データ及
び補正データを保持する手段と１２で、メモリ３ｏに代
えてディジタルスイッチの如きのスイッチ等によっても
不感帯データ及び補正データを設定し得、且つ該データ
をＣＰＵ２０に与えることができるものである。

そして、ＣＰＵ２０の主位置データメモリ２２には、イ
ンクリメントエンコーダ出力りわが保持され、このデー
タは最終的に本装置の検出データとなるものであって、
前記プリセット信号によりプリセットされる。つまり、
前記可動体を動かしてセンサ１８がＯＦＦからＯＮとな
り、プリセット信号が主位置データメモリ２２に与えら
れると、主位置データメモリ２２はプリセットされ、新
規のインクリメントエンコーダ出力ＤＦ：Ｎが保持され
るようになっている。

そして、データ比較器２４では、以下に記述する比較処
理が行われる。

以下、本実施例における可動体が動いたときの検出手順
について説明する。すなわち、第２図に示す手順が実行
され、ステップＳｌにて、インクリメントエンコーダ出
力ＤＩＩＮが主位置データメモリ２２にセットされると
共に該セ・ソトデータ（インクリメントエンコーダ出力
Ｄｇｓ）とポテンショメータ出力ＤＰＴとに対し、信号
処理（（１）式）が実行される。

Ｄ　ＲＮ”’　Ｄ　ＰＴ　−に１　・Ｄ　ＰＴ＋　Ｋ　
２　　　　・・・　（１）Ｋｌは変化率補正係数（ゲイ
ン）、Ｋ２はオフセット補正量、ＤＰＴ　　は変化特性を補正したポテンショメータ出力
である。

次にステップＳ２にて、ＤＥＮとＤｐ〒との比較をし、
ステップＳ３にて、ステップＳ２おける差分値が予め定
めた不感帯内にあるか否か（不感帯外）が判定される。

この判定で、差分値が不感帯内にあると判定されるとス
テップＳ４に進み、インクリメントエンコーダ出力ＤＥ
Ｎを本装置の検出出力とする。また、前記判定で、差分
値が不感帯外にあると判定されるとステップＳ５に進む
。差分値が不感帯外にあるつまり差分値が不感帯を超え
ている場合、次の２つの要因（イ）（ロ）により異常デ
ータであるとしてＤＩＩＮを本装置の検出出力としない
。

（、・イ）　電源ＯＦＦ時に検出対象である可動体が動
いたため、インクリメントエンコーダ出力Ｄ８Ｎは誤っ
たものとなる。

（ロ）　インクリメントエンコーダ（Ｅ　Ｎ）１０、ポ
テンショメータ（ＰＴ）１４の少なく、とも一つが故障
したため、誤ったデータを出力しているか又は全くデー
タを出力していない。

上記の（イ）（ロ）の場合を信号処理により判定するの
が前述又は後述するステップである。ステップＳ５では
、動作中つまりパワーＯＮ時であるか否かが判定され、
パワーＯＮ時でないつまりＯＦＦ時に差分値が不感帯外
にあると判定されると、インクリメントエンコーダ（Ｅ
Ｎ）１０又はポテンショメータ（ＰＴ）１４が故障であ
ると判定され、ステラ１Ｓ丁としてその旨の故障表示出
力がなされる。また、パワーＯＮ時に差分値が不感帯外
にあると判定されると、ステップＳ６として初期設定ル
ーチンが実行される。

この初期設定ルーチンは、第３図に示す手順により実行
される。すなわち、ステップＰｌにて、センサ１８がＯ
Ｎ状態であるか否かが判定され、センサ１８がＯＮ状態
であると判定されるとステップＰ２を経てステップＰ３
に進み、センサ１８がＯＮ状態でない、つまりＯＦＦ状
態であると判定されると直接にステップＰ３に進む。ス
テップＰ２は、センサ１８をＯＮからＯＦＦに変わるよ
うに操作者によりその可動体を動かすものである。

ここで、ステップＰ３は、操作者によりセンサ１８をＯ
ＦＦからＯＮに変わるようにその可動体を動かすもので
あり、これにより、センサ１８からのプリセット信号が
主位置データメモリ２２に与えられ、主位置データメモ
リ２２はブリセ・ソトされ、後述するステップＰ５にて
カウンタ１２を操作して初期値を設定する。なお、セン
サ１８の作用は模式的に第４図にて示される。

次に、ステップＰ３の後に再度、ステップＰ４にてセン
サ１８がＯＮ状態であるか否かが判定され、センサ１８
がＯＮ状態であると判定された瞬間にステップＰ５にて
初期値設定を行い、終了となり、一方、センサ１８がＯ
Ｎ状態でない、つまりＯＦＦ状態であると判定されると
ステップＰ２に戻る。

このように本実施例によれば、２つの検出要素のうちの
一方であるインクリメントエンコーダ（ＥＮ）１０の出
力データＤＢＨにより高い検出精度を確保し得、また、
非動作中つまり電源ＯＦＦ中にあっての可動体の動きが
あったことを検出し得、さらに、故障状態の把握が行え
るものとなる。

また、故障検出能力を向上できる手順は、第４図に示す
ように、第２図に示す手順におけるステップＳｔとステ
ップＳ２との間に、ステップＳ８のルーチンを介挿する
ことで実現される。このステップＳ８のルーチンは、イ
ンクリメントエンコ−ダ出力ＤＥＮとボテンシａメータ
出力ＤＰＴとの上限値、下限値を比較するこεにより、
詳細に故障状態を検知できるものであり、第５図に示す
手順により実現される。

すなわち、ステップＲ１にてインクリメントエンコーダ
出力Ｄｉ！Ｎとポテンショメータ出力ＤＰアとを人力し
、ステップＲ２にてＤ　ＥＮＩ　　Ｄ　ＰＴが上限値を
超えたか否かを判定する。ここで、ＤＲＮ＋　Ｄ　ＰＴ
が上限値を超えたε判定されると、ステップＲ３にてイ
ンクリメンＩ・ヱンコーダ（ＥＮ）１０又はポテンショ
メータ（ＰＴ）１４が故障であると判定され、その旨の
表示等がなされる。また、ここで、Ｄ　ＥＮＩ　Ｄ　Ｐ
Ｔが上限値を超えていないと判定されると、ステップＲ
４にでＤＥＮ、　ＤＰＴが下限値を超えたか否かを判定
する。ここで、Ｄ＋！Ｎ＋　　ＤＰＴが下限値を超えて
いないと判定されると、ステップＲ３にてインクリメン
トエンコーダ（ＥＮ）１０又はボテンショメー・夕（Ｐ
Ｔ）１４が故障であると判定され、その旨の表示等がな
される。また、Ｄ　ＥＮＩ　Ｄ　ＰＴが下限値を超えた
た判定されると、インクリメントエンコー・ダ（ＥＮ）
１０又はポテンショメータ（ＰＴ）１４は正常であり、
そのデータＤ　ＥＮＩ　Ｄ　ＰＴも正常であると判定さ
れる。

この他、本発明の要宮を逸脱１７ない範囲で種々変形（
７て実施できるものである。

［発明の効果］以上のように本発明による位置検出装置は、可動体の装
置を検出するインクリメントエンコーダ及びボテンシも
メータと、前記インクリメント工〉・コーグの出力デー
タＬポテンショメータの出力デー・夕とを比較したとき
の差分が予め定めた不感帯の外にあり且つ非動作時に発
生したデータであるときには、非動作時に可動体が動い
たものと判定すると共に前高Ｃインクリメントエンコー
ダの出力データ又はポテンショメータの出力データによ
る位置データを校正できるようにする手段とを具備した
ものであり、このような構成によれば、２つの検出要素
のうちの一方であるインクリメントエンコーダの出力デ
ータにより高い検出精度を確保し、得、また、手段によ
り非動作中にあっての可動体の動きがあったことを検出
し得るものさなる。

よって本発明によれば、高い検出精度を確保し得、非動
作中にあっての可動体の動きがあったこεを検出し得る
位置検出装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の位置検出装置のハードウェアの構成
図、第２図は本実施例の位置検出装置に装備されるソフ
トウェアのメインルーチンの一例の流れ図、第３図は第
２図におけるメインルーチン内における初期設定ルーチ
ンの流れ図、第４図は初期設定センサの作用を示す図、
第５図は第２図のルーチンの変形例を示す流れ図、第６
図は第５図における比較ルーチンの流れ図である。１０・・・インクリメントエンコーダ（ＥＮ）カウンタ
・・・カウンタ、１４・・・ポテンショメータ（ＰＴ）
、１６・・・Ａ／Ｄ変換器、１８・・・初期設定センサ
、２０・・・ＣＰＵ、２２・・・主位置データメモリ、
２４・・・データ比較器、３０・・・メモリ。第２図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

可動体の位置を検出するインクリメントエンコーダ及び
ポテンショメータと、前記インクリメントエンコーダの
出力データとポテンショメータの出力データとを比較し
たときの差分が予め定めた不感帯の外にあり且つ非動作
時に発生したデータであるときには、非動作時に可動体
が動いたものと判定すると共に前記インクリメントエン
コーダの出力データ又はポテンショメータの出力データ
による位置データを校正できるようにす手段とを具備し
たことを特徴とする位置検出装置。