JPH04110727A - エンコーダ - Google Patents

エンコーダ

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JPH04110727A
JPH04110727A JP23145890A JP23145890A JPH04110727A JP H04110727 A JPH04110727 A JP H04110727A JP 23145890 A JP23145890 A JP 23145890A JP 23145890 A JP23145890 A JP 23145890A JP H04110727 A JPH04110727 A JP H04110727A
Authority
JP
Japan
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signal
absolute position
disc
converting
notch
Prior art date
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Pending
Application number
JP23145890A
Other languages
English (en)
Inventor
Masumi Suzuki
真澄 鈴木
Koichi Hayashi
康一 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Okuma Machinery Works Ltd filed Critical Okuma Machinery Works Ltd
Priority to JP23145890A priority Critical patent/JPH04110727A/ja
Publication of JPH04110727A publication Critical patent/JPH04110727A/ja
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、位置を検出するエンコーダ、特にアブソリュ
ート・エンコーダに関する。
(従来の技術) 第5図は従来のエンコーダの一例を示す概略構成図であ
り、回転軸には透磁材よりなるギア形状をしたいわゆる
A−B相同板2及び外周上に一箇所のみ切欠きを有する
いわゆるZ相同板101が取付けられている。永久磁石
と感磁素子とで成るA−B相検出用磁気センサ部4及び
Z相検出用磁気センサ部103がそれぞれA−B相同板
2及びZ相同板101の円周近傍に配置され、各センサ
部4及び103からの2相交流信号SA、S、及びZ相
信号S2がそれぞれ上位桁検出部113を構成するコン
パレータIIIA、IIIB及び110に送出される。
コンパレータ110にてZ相信号S2がパルス化されて
回転軸の1回転内の基準位置であるZ相パルス信号SA
Pが上位桁検出部113を構成するパルスカウンタ11
2 に送出され、また、コンパレータ111八111B
にて2相交流信号SA、SBもパルス化されて2相パル
ス信号5APlsBPもパルスカウンタ112に送出さ
れる。そして、パルスカウンタ112にて2相パルス信
号SAPに基づいて2相パルス信”f SAP。
SBPのパルスがカウントされ、基準位置である切欠き
部からの相対位置(上位桁信号)SUが検圧されて回転
軸の1回転内絶対位置として出力されるようになってい
る。
第6図は従来のエンコーダの別の一例を第5図に対応さ
せて示す概略構成図であり、同一構成箇所は同符号を付
す。このエンコーダは高精度型エンコーダであり、上位
桁検出部113と、瞬時値検出部及び逆三角関数変換部
で成る内挿信号変換部9と、加算器で成る内挿信号合成
部10とを備えている。A−B相検出用磁気センサ部4
からの2相交流信号SA、Sllの瞬時値S1.S2が
瞬時値検出部を構成するサンプル/ホールド回路5八、
5Bで検出されA/D変換回路6A、6Bにてディジタ
ル信号化される。ディジタル信号化された2相交流侶号
SA、SBの瞬時値51.S2はマイクロプロセッサ等
から成る逆三角形関数変換部を構成する除算器7に送出
されて次式(1)の演算が行なわれ、その商51/S2
が逆三角関数変換部を構成する逆正接演算部8に送出さ
れて次式(2)の演算か行なわれ、2相交流信号S、、
SBの一周期内の位相θ、即ちA−B相同板2の一歯内
の絶対位置である内挿信号Sか内挿信号合成部10に送
出される。
そして、内挿信号合成部10にてこの内挿信号Sと、上
位桁検出部113からの上位桁信号SUとが加算されて
高精度位置信号として出力されるようになっている。
(発明が解決しようとする課題) 上述した従来のエンコーダにおいては、基準位置である
Z相同板の切欠き部からの相対位置を検出することによ
り回転軸の1回転内絶対位置を求めている。ところが、
電源投入直後には絶対位置が確定しておらず、この絶対
位置を確定するにはZ相同板の切欠き部を一度通過する
必要があるため、余分な動作や時間が必要になるという
欠点がありた。また、パルス化を行うコンパレータの人
力部分に外来ノイズが混入すると、検出位置に誤差が生
じるという問題があった。
本発明は上述した事情から成されたものであり、本発明
の目的は、余分な動作や時間を必要とせず、高精度な位
置検出を常に行なうことができるエンコーダを提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、位置を検出するエンコーダ、特にアブソリュ
ート・エンコーダに関するものであり、本発明の上記目
的は、外周部に切欠きを有し、前記切欠きの有無のパタ
ーンが2進循環乱数数列の配列パターンに従っている透
磁材より成る篤1の円板と、前記切欠きの有無のパター
ンの所定ビット分を検出する第1の磁気センサ手段と、
前記第1の磁気センサ手段の圧力信号である前記第1の
円板の所定ビット分の切欠きの有無のパターンを前記第
1の円板の絶対位置である絶対位置信号に変換する第1
の変換手段とを具備することによって達成される。
(作用) 本発明にあっては、第1の磁気センサ手段から出力され
る信号のパターンは2進循環乱数数列の配列に従った所
定ビット分のパターンであり、回転軸1回転内に同一パ
ターンは存在しないので、このパターンと回転軸の絶対
位置との関係を予め記憶している第1の変換手段に第1
の磁気センサ手段の出力信号を人力することで、出力信
号に対応した回転軸の絶対位置を検出することができる
(実施例) 第1図は本発明のエンコーダの一例を第6図に対応させ
て示す概略構成図であり、同一構成箇所は同符号を付す
。このエンコーダは従来の上位桁検出部113の代わり
に符号変換器11を、また従来のZ相同板101の代わ
りに第2図に示すような2進循環乱数数列の一種である
”0000101100111101°”のパターンに
従った切欠き(図では°″0゛を切欠き部としている)
を有する絶対位置検出用Z相同板1を、さらに従来のA
・B相検出用磁気センサ部103の代わりに絶対位置検
出用Z相同板1の切欠き部の4ビツト分を検出できるよ
うに配置されたA−B相検出用磁気センサ部3を備えて
いる。このA−B相検出用磁気センサ部3からの4つの
信号はマイクロプロセッサ等を用いた符号変換器11に
送出されてディジタル信号化される。この符号変換器1
1には第3図に示す2進循環乱数数列のビットパターン
と絶対位置との関係が予め記憶されており、A−B相検
出用磁気センサ部3からの信号の4ビツトのパルス符号
により回転軸の1回転内の絶対位置である絶対位置信号
Sabか求められて内挿信号合成部10に送出される。
そして、内挿信号合成部10にてこの絶対位置信号Sa
bと内挿信号変換部9からの内挿信号Sとが加算されて
高精度絶対位置信号として出力されるようになっている
ここで、2進循環乱数数列について説明する。
2進数Nヒツトを用いれば最大2N個の数か表現できる
ので、0又は】を2N個以下の個数で適当に並へること
によりこの数列の中のどの連続するNヒツトを読出して
も全て異なる数を表現するような2進循環乱数数列とし
、読出した2進数パターンと絶対位置との関係を予め定
めておけは第3図に示したように絶対位置を検出できる
なお、従来このような2進循環乱数数列として、特にM
系列のものが有名であるが、本発明はM系列以外のもの
でも2N個以下の任意の個数の2進循環乱数ならば適用
で診る。例えば第4図(a)(b)にそれぞれ100分
割、200分割時の配列パターンを示すが、同図(a)
では7ビツト分、同図(b)では8ビツト分の切欠きの
有無を検出すれば、1゜回転内の絶対位置を検出するこ
とができる。
また、上述した実施例では2相交流信号を逆−角関数変
換して得られる内挿信号を利用することにより高精度な
絶対位置検出を行っているが、このような高精度を必要
としない場合は内挿信号を検出する部分、即ちA−B相
同板2.A−B相検出用磁気センサ部4.内挿信号変換
部9及び内挿信号加算部10を除いた構成としてもよい
さらには、絶対位置検出用Z相同板1の切欠き1ビツト
分の長さLをA−B相同板2のキア形状の1周期の長さ
λのn分の1(nは整数)とすることにより、絶対位置
の検出精度をさらに高めることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明のエンコーダによれは、電源投入直
後においても絶対位置が確定しているので、余分な動作
や時間等を必要とせず、迅速な位置検出を行なうことが
できる。また、常に絶対値化されたパターンコートを検
出するので、外来ノイズに対し強く、検出位置の信頼性
を向上させることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のエンコーダの一例を示す概略構成図、
第2図は本発明のエンコーダの主要部を示す平面図、第
3図は本発明のエンコータに使用するデータ例を示す図
、第4図は本発明のエンコータに用いる2進循環乱数数
列の他のパターンの一例を示す図、第5図は従来のエン
コーダの一例を示す概略構成図、第6図は従来のエンコ
ーダの別の一例を示す概略構成図である。 1・・・絶対位置検出用Z相同板、2・・・A−B相同
板、3,103・・・Z相検出用磁気センサ部、4・・
・A・B相検出用磁気センサ部、5A、5B・・・サン
プル/ホールト回路、δ^、8B・・・^/D変換回路
、7・・・除算器、8・・・逆正接演算部、9・・・内
挿信号変換部、10・・・内挿信号合成部、11・・・
符号変換部、101・・・Z相同板、110,111A
、IIIB・・・コンパレータ、112・・・パルスカ
ウンタ、113・・・上位桁検出部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外周部に切欠きを有し、前記切欠きの有無のパター
    ンが2進循環乱数数列の配列パターンに従っている透磁
    材より成る第1の円板と、前記切欠きの有無のパターン
    の所定ビット分を検出する第1の磁気センサ手段と、前
    記第1の磁気センサ手段の出力信号である前記第1の円
    板の所定ビット分の切欠きの有無のパターンを前記第1
    の円板の絶対位置である絶対位置信号に変換する第1の
    変換手段とを備えたことを特徴とするエンコーダ。 2、前記第1の円板と同軸上に配置され、外周部がギア
    形状を成し、前記ギア形状の1周期が前記第1の円板の
    1ビット分の切欠きの円周方向の長さの整数倍である第
    2の円板と、前記第2の円板の移動距離に応じた周期的
    な波形を有し、相互に所定の位相差を有する2相交流信
    号を発生する第2の磁気センサ手段と、前記2相交流信
    号の各瞬時値を検出して逆三角関数変換し、前記第2の
    円板の一歯内の絶対位置である内挿信号に変換する第2
    の変換手段と、前記第1の変換手段からの絶対位置信号
    と前記第2の変換手段からの内挿信号とを加算して前記
    第1及び第2の円板の絶対位置とする合成手段とを備え
    た請求項1に記載のエンコーダ。
JP23145890A 1990-08-31 1990-08-31 エンコーダ Pending JPH04110727A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004008075A3 (en) * 2002-07-17 2004-07-01 Timken Co Apparatus and method for absolute angular position sensing
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JP2021165706A (ja) * 2020-04-08 2021-10-14 オークマ株式会社 回転位置検出器、並びに、回転位置検出器における信号位相を測定する方法

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