JPH0743389B2 - 位置検出器を用いた速度検出装置 - Google Patents
位置検出器を用いた速度検出装置Info
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- JPH0743389B2 JPH0743389B2 JP58008090A JP809083A JPH0743389B2 JP H0743389 B2 JPH0743389 B2 JP H0743389B2 JP 58008090 A JP58008090 A JP 58008090A JP 809083 A JP809083 A JP 809083A JP H0743389 B2 JPH0743389 B2 JP H0743389B2
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- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/16—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by evaluating the time-derivative of a measured speed signal
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は回転型または直線型の位置検出器を用いた速
度検出装置に関する。
度検出装置に関する。
従来技術 従来より存在する回転速度計を大別すると、回転速度
（単位時間当りの回転数）に比例したアナログ電圧（ま
たは電流）を出力するもの、あるいは回転速度に比例し
たパルス列を出力するもの、等があつた。アナログ出力
を生じるものに共通する欠点は、外乱による影響を受け
て誤差を生じ易いという点、及び分解能に限界がある点
である。例えば、温度変化の影響を受けてコイル等の抵
抗が変動することにより検出信号のレベルが変動する、
あるいは検出信号の伝送路におけるレベルの減衰量が伝
送距離によつてまちまちであること、あるいはノイズに
よるレベル変動がそのまま検出誤差となつてあらわれて
しまうこと、など様々な問題が起り易い。また、パルス
列を出力するものにおいては、１回転につき発生するパ
ルスの数は機構上から限られてくるため、分解能に限界
があり、かつレンジビリテイ（検出可能な回転数の範
囲）にも限界があつた。このような従来技術の欠点を克
服するために、特開昭57−70460号公報においては、位
相シフト型（位相変調型）の回転位置検出器を用いた速
度検出装置すなわち回転計が提案されている。そのよう
な位相シフト型位置検出器を用いた速度検出装置によれ
ば、高分解能かつ超広域で速度検出を行なうことができ
るという利点がある。しかし、上記先願明細書に示され
たものにおいては、位相シフト型位置検出器の出力信号
と基準交流信号との周波数または周期のずれを演算によ
つて測定することにより速度を求めるようにしているた
め、演算回路が複雑となつていた。
（単位時間当りの回転数）に比例したアナログ電圧（ま
たは電流）を出力するもの、あるいは回転速度に比例し
たパルス列を出力するもの、等があつた。アナログ出力
を生じるものに共通する欠点は、外乱による影響を受け
て誤差を生じ易いという点、及び分解能に限界がある点
である。例えば、温度変化の影響を受けてコイル等の抵
抗が変動することにより検出信号のレベルが変動する、
あるいは検出信号の伝送路におけるレベルの減衰量が伝
送距離によつてまちまちであること、あるいはノイズに
よるレベル変動がそのまま検出誤差となつてあらわれて
しまうこと、など様々な問題が起り易い。また、パルス
列を出力するものにおいては、１回転につき発生するパ
ルスの数は機構上から限られてくるため、分解能に限界
があり、かつレンジビリテイ（検出可能な回転数の範
囲）にも限界があつた。このような従来技術の欠点を克
服するために、特開昭57−70460号公報においては、位
相シフト型（位相変調型）の回転位置検出器を用いた速
度検出装置すなわち回転計が提案されている。そのよう
な位相シフト型位置検出器を用いた速度検出装置によれ
ば、高分解能かつ超広域で速度検出を行なうことができ
るという利点がある。しかし、上記先願明細書に示され
たものにおいては、位相シフト型位置検出器の出力信号
と基準交流信号との周波数または周期のずれを演算によ
つて測定することにより速度を求めるようにしているた
め、演算回路が複雑となつていた。
また、特開昭55−140160号には、回転に応じて発生され
るパルス列をカウントして位置データを求め、この位置
データを特定時間毎にメモリに記憶し、この記憶データ
とカウントデータとの差を演算することにより回転数を
検出することが示されている。しかし、そのようなイン
クリメンタルパルス列をカウントする方式では、前述の
ように最高応答はパルスの発生間隔つまり速度に依存し
てしまい、速度に依存しない高応答性を実現することは
できなかつた。また、検出分解能も時間当たりの発生パ
ルス数に依存してしまい、速度に依存しない分解能制御
はできなかった。
るパルス列をカウントして位置データを求め、この位置
データを特定時間毎にメモリに記憶し、この記憶データ
とカウントデータとの差を演算することにより回転数を
検出することが示されている。しかし、そのようなイン
クリメンタルパルス列をカウントする方式では、前述の
ように最高応答はパルスの発生間隔つまり速度に依存し
てしまい、速度に依存しない高応答性を実現することは
できなかつた。また、検出分解能も時間当たりの発生パ
ルス数に依存してしまい、速度に依存しない分解能制御
はできなかった。
また、上述のように特定時間毎に位置データをサンプリ
ング記憶し、記憶データの差演算に基づき速度を検出す
るものにあっては、この特定時間を固定したのでは広範
囲な速度領域すべてにわたって効率的な速度検出を行な
うのは困難であった。すなわち、例えば、上記特定時間
を高速検出に適したものに（比較的短く）設定したとす
ると、低速域では十分な有効桁を持つ差データが得られ
ず、反対に上記特定時間を低速検出に適したものに（比
較的長く）設定したとすると、高速域では不必要に多く
の有効桁を持つ差データが得られてしまうのでデータビ
ット数を多く設けなければならないという問題が生じ
る。
ング記憶し、記憶データの差演算に基づき速度を検出す
るものにあっては、この特定時間を固定したのでは広範
囲な速度領域すべてにわたって効率的な速度検出を行な
うのは困難であった。すなわち、例えば、上記特定時間
を高速検出に適したものに（比較的短く）設定したとす
ると、低速域では十分な有効桁を持つ差データが得られ
ず、反対に上記特定時間を低速検出に適したものに（比
較的長く）設定したとすると、高速域では不必要に多く
の有効桁を持つ差データが得られてしまうのでデータビ
ット数を多く設けなければならないという問題が生じ
る。
発明の目的 この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、高応答性
を達成しつつ、しかも検出分解能を可変設定することが
できるようにして広範囲にわたる速度の検出を効率的に
行なうことができるようにした速度検出装置を提供しよ
うとするものである。
を達成しつつ、しかも検出分解能を可変設定することが
できるようにして広範囲にわたる速度の検出を効率的に
行なうことができるようにした速度検出装置を提供しよ
うとするものである。
発明の概要 この発明に係る速度検出装置は、検出対象の位置に応じ
て基準交流信号を位相シフトした出力交流信号を生じる
センサ部と、前記センサ部の出力交流信号と前記基準交
流信号の位相差を該交流信号の周期に同期したサンプリ
ングタイミングで演算し、前記検出対象の位置データと
して出力する位置演算手段と、前記位置演算手段で求め
た位置データを前記サンプリングタイミングに同期した
時間間隔毎に次々に取り込み、記憶する記憶手段と、或
るサンプリングタイミングの位置データとそのＮ回前
（ただしＮは整数）にサンプリングした位置データとの
差を求めるために、前記記憶手段に記憶した位置データ
を読み出し、読み出した位置データを使用して前記サン
プリングパルスに同期するタイミングで前記差の演算を
実行する速度演算手段と、前記Ｎの値を可変設定するこ
とにより、前記記憶手段から読み出す位置データを変更
し、これにより前記速度演算手段における速度演算の分
解能を可変設定する設定手段とを具えたものである。
て基準交流信号を位相シフトした出力交流信号を生じる
センサ部と、前記センサ部の出力交流信号と前記基準交
流信号の位相差を該交流信号の周期に同期したサンプリ
ングタイミングで演算し、前記検出対象の位置データと
して出力する位置演算手段と、前記位置演算手段で求め
た位置データを前記サンプリングタイミングに同期した
時間間隔毎に次々に取り込み、記憶する記憶手段と、或
るサンプリングタイミングの位置データとそのＮ回前
（ただしＮは整数）にサンプリングした位置データとの
差を求めるために、前記記憶手段に記憶した位置データ
を読み出し、読み出した位置データを使用して前記サン
プリングパルスに同期するタイミングで前記差の演算を
実行する速度演算手段と、前記Ｎの値を可変設定するこ
とにより、前記記憶手段から読み出す位置データを変更
し、これにより前記速度演算手段における速度演算の分
解能を可変設定する設定手段とを具えたものである。
センサ部は、検出対象の位置に応じて基準交流信号を位
相シフトした出力交流信号を生じる位相型のセンサから
なる。前記センサ部の出力交流信号と前記基準交流信号
の位相差が検出対象の位置に対応しており、該位相差は
該交流信号の１周期毎に測定可能である。従って、位置
演算手段では、前記センサ部の出力交流信号と前記基準
交流信号の位相差を該交流信号の周期に同期したサンプ
リングタイミングで演算し、これを前記検出対象の位置
データとして出力する。このサンプリングタイミングつ
まり応答性は、交流信号の電気的周期に一義的に依存
し、検出対象の速度には全く依存しない。例えば、交流
信号の周波数が1kHzであれば、0.001秒の応答性を持
ち、これは検出対象の速度には全く依存しない。
相シフトした出力交流信号を生じる位相型のセンサから
なる。前記センサ部の出力交流信号と前記基準交流信号
の位相差が検出対象の位置に対応しており、該位相差は
該交流信号の１周期毎に測定可能である。従って、位置
演算手段では、前記センサ部の出力交流信号と前記基準
交流信号の位相差を該交流信号の周期に同期したサンプ
リングタイミングで演算し、これを前記検出対象の位置
データとして出力する。このサンプリングタイミングつ
まり応答性は、交流信号の電気的周期に一義的に依存
し、検出対象の速度には全く依存しない。例えば、交流
信号の周波数が1kHzであれば、0.001秒の応答性を持
ち、これは検出対象の速度には全く依存しない。
位置演算手段で求めた位置データは前記サンプリングタ
イミングに同期した時間間隔毎に記憶手段に次々に取り
込まれ、記憶される。速度演算手段では、記憶手段に記
憶した速度データを利用して、或る時点で取り込んだ速
度データとそのＮ回前（ただしＮは整数）の取り込み時
点で取り込んだ位置データとの差を演算し、速度データ
として出力する。この速度演算は、前記サンプリングタ
イミングに同期した時間間隔で行なうことができ、従っ
て、速度検出の応答性も、検出対象の速度には全く依存
せず、交流信号の電気的周期に一義的に依存する。
イミングに同期した時間間隔毎に記憶手段に次々に取り
込まれ、記憶される。速度演算手段では、記憶手段に記
憶した速度データを利用して、或る時点で取り込んだ速
度データとそのＮ回前（ただしＮは整数）の取り込み時
点で取り込んだ位置データとの差を演算し、速度データ
として出力する。この速度演算は、前記サンプリングタ
イミングに同期した時間間隔で行なうことができ、従っ
て、速度検出の応答性も、検出対象の速度には全く依存
せず、交流信号の電気的周期に一義的に依存する。
こうして、検出対象の速度に依存せず、交流信号の電気
的周期に一義的に依存する速度検出が可能である。電気
的交流信号の周期に依存する応答性はかなり高応答性で
ある。
的周期に一義的に依存する速度検出が可能である。電気
的交流信号の周期に依存する応答性はかなり高応答性で
ある。
また、検出対象の機械的動きを応じたインクリメンタル
パルスをカウントするものとは異なり、電気的位相差を
測定するものであるので、検出分解能も検出対象の速度
に全く依存しない。
パルスをカウントするものとは異なり、電気的位相差を
測定するものであるので、検出分解能も検出対象の速度
に全く依存しない。
速度検出分解能は、設定手段において前記Ｎの値を可変
設定することにより、前記記憶手段から読み出す位置デ
ータを変更することにより可変設定することができる。
この場合、設定手段では、速度演算手段から出力される
差データに応じて前記Ｎの値を自動的に可変設定するよ
うにすれば、速度検出分解能の自動設定が可能になる。
Ｎの値は、速度演算手段で求めた差データの重みを示し
ている。従って、検出した速度に応じて最適の分解能が
自動的に設定され、かつそのときのＮの値がわかるの
で、それに応じた重み付けにより分解能にかかわりなく
正確な速度データを得ることも可能である。
設定することにより、前記記憶手段から読み出す位置デ
ータを変更することにより可変設定することができる。
この場合、設定手段では、速度演算手段から出力される
差データに応じて前記Ｎの値を自動的に可変設定するよ
うにすれば、速度検出分解能の自動設定が可能になる。
Ｎの値は、速度演算手段で求めた差データの重みを示し
ている。従って、検出した速度に応じて最適の分解能が
自動的に設定され、かつそのときのＮの値がわかるの
で、それに応じた重み付けにより分解能にかかわりなく
正確な速度データを得ることも可能である。
実施例 以下添付図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説明
しよう。
しよう。
第１図において、位置検出器10は検出対象の回転変位ま
たは直線変位に応答して該検出対象の現位置を示す位置
データDXを出力する。つまり、この位置データDXは、検
出対象が時間的に変位した場合、この変位のレートつま
り速度に従つてその値が時々刻々と変化する。１段につ
き１つの位置データDXの全ビツトをストアし得るＮ段の
シフトレジスタ11の１段目に位置検出器10の出力データ
DXが与えられる。シフトレジスタ11はサンプリングパル
スＳによつてシフト制御される。サンプリングパルスＳ
が発生したとき、シフトレジスタ11の１段目に位置検出
器10からの現位置データがサンプリングされ、同時に各
段の位置データが次段にシフトされる。こうして、位置
検出器10で求められた位置データDXが時間経過に従つて
次々にサンプリングされ、サンプリングされたものが相
次いでシフトレジスタ11に記憶される。
たは直線変位に応答して該検出対象の現位置を示す位置
データDXを出力する。つまり、この位置データDXは、検
出対象が時間的に変位した場合、この変位のレートつま
り速度に従つてその値が時々刻々と変化する。１段につ
き１つの位置データDXの全ビツトをストアし得るＮ段の
シフトレジスタ11の１段目に位置検出器10の出力データ
DXが与えられる。シフトレジスタ11はサンプリングパル
スＳによつてシフト制御される。サンプリングパルスＳ
が発生したとき、シフトレジスタ11の１段目に位置検出
器10からの現位置データがサンプリングされ、同時に各
段の位置データが次段にシフトされる。こうして、位置
検出器10で求められた位置データDXが時間経過に従つて
次々にサンプリングされ、サンプリングされたものが相
次いでシフトレジスタ11に記憶される。
位置検出器10の出力データDXが引算器12のＢ入力に与え
られ、シフトレジスタ11のＮ段目の出力DXNが演算器12
のＡ入力に与えられる。演算器12はＡ−ＢつまりDXN−D
Xなる引算を行ない（この逆にＢ−Ａであつてもよ
い）、現在のサンプリングタイミングの位置データDXと
そのＮ回前にサンプリングした位置データDXNとの差を
求める。尚、演算器12のＢ入力に与える位置データはシ
フトレジスタ11の任意の段の出力信号であつてもよく、
要するにＡ入力とＢ入力に加わる位置データのサンプリ
ングタイミングが所定回ずれていればよい。
られ、シフトレジスタ11のＮ段目の出力DXNが演算器12
のＡ入力に与えられる。演算器12はＡ−ＢつまりDXN−D
Xなる引算を行ない（この逆にＢ−Ａであつてもよ
い）、現在のサンプリングタイミングの位置データDXと
そのＮ回前にサンプリングした位置データDXNとの差を
求める。尚、演算器12のＢ入力に与える位置データはシ
フトレジスタ11の任意の段の出力信号であつてもよく、
要するにＡ入力とＢ入力に加わる位置データのサンプリ
ングタイミングが所定回ずれていればよい。
こうして演算器12から出力された位置データの差△D
Xは、サンプリングパルスＳのＮ周期に相当する単位時
間当りの検討対象の変位量を表わしており、検出対象の
速度に対応している。
Xは、サンプリングパルスＳのＮ周期に相当する単位時
間当りの検討対象の変位量を表わしており、検出対象の
速度に対応している。
ところで、第１図のように差△DX（つまり速度）を測定
するための単位時間を固定した場合、広範囲の速度領域
すべてにわたつて効率的な速度検出を行なうのは困難で
ある。例えば、上記単位時間（Ｎの軸）を高速検出に適
したものに設定したとすると、低速域では十分な有効桁
を持つ差△DXが得られない。反対に、上記単位時間（Ｎ
の値）を低速検出に適したものに設定すると、高速域で
は不必要に多くの有効桁を持つ差△DXが得られてしま
い、またそのために演算器12のビツト数を徒らに多く設
けなければならなくなる。一般に速度検出においては、
高速域と低速域の検出分解能を同じにする必要はなく、
高速になるほど下位桁を無視して、どの速度領域でも同
じ程度の有効桁で速度検出が行なえるようにするのが効
率的である。例えば、100rpm台の回転速度では1rpm単位
の細かさで（つまり有効桁３桁で）速度検出するが、10
00rpm台の回転速度では10rpm単位の精度で（つまり同じ
く有効桁３桁で）速度検出するようにするのが効率的で
あり、実用上十分である。
するための単位時間を固定した場合、広範囲の速度領域
すべてにわたつて効率的な速度検出を行なうのは困難で
ある。例えば、上記単位時間（Ｎの軸）を高速検出に適
したものに設定したとすると、低速域では十分な有効桁
を持つ差△DXが得られない。反対に、上記単位時間（Ｎ
の値）を低速検出に適したものに設定すると、高速域で
は不必要に多くの有効桁を持つ差△DXが得られてしま
い、またそのために演算器12のビツト数を徒らに多く設
けなければならなくなる。一般に速度検出においては、
高速域と低速域の検出分解能を同じにする必要はなく、
高速になるほど下位桁を無視して、どの速度領域でも同
じ程度の有効桁で速度検出が行なえるようにするのが効
率的である。例えば、100rpm台の回転速度では1rpm単位
の細かさで（つまり有効桁３桁で）速度検出するが、10
00rpm台の回転速度では10rpm単位の精度で（つまり同じ
く有効桁３桁で）速度検出するようにするのが効率的で
あり、実用上十分である。
上述の点に鑑みて、演算器12で演算する位置データDX,D
XN間のサンプリング回数差Ｎの値を可変設定するように
した例が第２図に示されている。第１図ではＮを或る固
定された整数として扱つているが、第２図ではＮは可変
の整数である。シフトレジスタ11の段数Ｍは固定の整数
であり、Ｎの最大設定可能値がＭである。シフトレジス
タ11の各段に記憶されている相次いでサンプリングされ
た位置データがデータセレクタ13に夫々入力される。Ｎ
設定回路14は上記Ｎの値を可変設定するものであり、こ
の回路14で設定したＮの値を示すデータがセレクタ13の
選択制御入力に加えられ、このＮの値に対応するシフト
レジスタ11の１つの段が選択され、その段に記憶されて
いる位置データをDXNとして演算器12のＡ入力に与え
る。尚、第２図では演算器12のＢ入力に位置検出器10の
出力データDXが与えられているが、この代わりにシフト
レジスタ11の１段目の出力データを与えてもよい。
XN間のサンプリング回数差Ｎの値を可変設定するように
した例が第２図に示されている。第１図ではＮを或る固
定された整数として扱つているが、第２図ではＮは可変
の整数である。シフトレジスタ11の段数Ｍは固定の整数
であり、Ｎの最大設定可能値がＭである。シフトレジス
タ11の各段に記憶されている相次いでサンプリングされ
た位置データがデータセレクタ13に夫々入力される。Ｎ
設定回路14は上記Ｎの値を可変設定するものであり、こ
の回路14で設定したＮの値を示すデータがセレクタ13の
選択制御入力に加えられ、このＮの値に対応するシフト
レジスタ11の１つの段が選択され、その段に記憶されて
いる位置データをDXNとして演算器12のＡ入力に与え
る。尚、第２図では演算器12のＢ入力に位置検出器10の
出力データDXが与えられているが、この代わりにシフト
レジスタ11の１段目の出力データを与えてもよい。
Ｎ設定回路14には演算器12で求められた差データ△D
X（つまり速度データ）が与えられており、検出対象の
速度（速度領域）に応じてＮの値を自動的に設定するよ
うになつている。勿論、Ｎの値を手動でも切換えること
ができるようにしてもよいのは言うまでもない。Ｎ設定
回路14の一例を示すと、第３図のように、Ｎテーブル15
とこのテーブル15から読み出したＮ値データを一時記憶
するバツフアレジスタ16とを含んでおり、演算器12から
与えられる差データ△DX（速度データ）とバツフア16か
ら与えられるＮ値データとをアドレス入力としてテーブ
ル15からＮ値データを読み出す。Ｎ値データは差データ
△DXを重みづけるものであり、両者によつて実際の速度
が特定される。Ｎテーブル15では複数の速度領域に対応
してＮの値を予め記憶しており、差データ△DXと現在の
Ｎ値データとの組合せにより速度に応じたＮ値データを
読み出す。Ｎと値は速度に反比例するような関係で設定
されている。例えば、現在の速度が所定の最低速度領域
に属するときシフトレジスタ11の最後段（Ｍ段目）の出
力を選択し、速度領域が徐々に高くなるにつれて順次前
の段から出力を選択するようになつている。
X（つまり速度データ）が与えられており、検出対象の
速度（速度領域）に応じてＮの値を自動的に設定するよ
うになつている。勿論、Ｎの値を手動でも切換えること
ができるようにしてもよいのは言うまでもない。Ｎ設定
回路14の一例を示すと、第３図のように、Ｎテーブル15
とこのテーブル15から読み出したＮ値データを一時記憶
するバツフアレジスタ16とを含んでおり、演算器12から
与えられる差データ△DX（速度データ）とバツフア16か
ら与えられるＮ値データとをアドレス入力としてテーブ
ル15からＮ値データを読み出す。Ｎ値データは差データ
△DXを重みづけるものであり、両者によつて実際の速度
が特定される。Ｎテーブル15では複数の速度領域に対応
してＮの値を予め記憶しており、差データ△DXと現在の
Ｎ値データとの組合せにより速度に応じたＮ値データを
読み出す。Ｎと値は速度に反比例するような関係で設定
されている。例えば、現在の速度が所定の最低速度領域
に属するときシフトレジスタ11の最後段（Ｍ段目）の出
力を選択し、速度領域が徐々に高くなるにつれて順次前
の段から出力を選択するようになつている。
第４図はＮ設定回路14の別のを示すもので、所定の上限
基準値Rmax、下限基準値Rminと演算器12からの差データ
△DXとを比較器17で比較し、この比較器17の出力に応じ
てアツプ／ダウンカウンタ18でカウントを行ない、この
カウンタ18のカウント出力をＮ値データとする。演算器
12の出力データ△DXがRmin≦△DX≦Rmaxの範囲ではカウ
ンタ18の内容は変化せず、そのときのＮ値データが保持
される。速度が増して△DX＞Rmaxとなると、ダウンカウ
ント信号がカウンタ18に与えられ、Ｎの値が１減少され
る。反対に△DX＜Rminとなつたときはアツプカウント信
号がカウンタ18に与えられ、Ｎの値が１増加される。
基準値Rmax、下限基準値Rminと演算器12からの差データ
△DXとを比較器17で比較し、この比較器17の出力に応じ
てアツプ／ダウンカウンタ18でカウントを行ない、この
カウンタ18のカウント出力をＮ値データとする。演算器
12の出力データ△DXがRmin≦△DX≦Rmaxの範囲ではカウ
ンタ18の内容は変化せず、そのときのＮ値データが保持
される。速度が増して△DX＞Rmaxとなると、ダウンカウ
ント信号がカウンタ18に与えられ、Ｎの値が１減少され
る。反対に△DX＜Rminとなつたときはアツプカウント信
号がカウンタ18に与えられ、Ｎの値が１増加される。
第２図の例において、演算器12の出力データ△DXは検出
した速度の有効桁を示しており、Ｎ設定回路14で現在設
定しているＮの値を示すデータ（Ｎ値データ）は上記速
度の有機桁データ△DXの重みを示している。従つて、デ
ータ△DXとＮ値データとを用いて速度の絶対値が特定さ
れる。
した速度の有効桁を示しており、Ｎ設定回路14で現在設
定しているＮの値を示すデータ（Ｎ値データ）は上記速
度の有機桁データ△DXの重みを示している。従つて、デ
ータ△DXとＮ値データとを用いて速度の絶対値が特定さ
れる。
尚、第２図の例では、サンプリングパルスＳの周期を変
えずにサンプリング回数の差（Ｎ）を変えることにより
位置データ差△DXの演算単位時間を切換えるようにして
いるが、サンプリング回数の差（Ｎ）は一定にしてサン
プリングパルスＳの周期をＮ設定回路14の出力に応じて
切換える、もしくは、サンプリング回数の差（Ｎ）とサ
ンプリングパルスＳの周期の両方を切換えるようにして
もよい。
えずにサンプリング回数の差（Ｎ）を変えることにより
位置データ差△DXの演算単位時間を切換えるようにして
いるが、サンプリング回数の差（Ｎ）は一定にしてサン
プリングパルスＳの周期をＮ設定回路14の出力に応じて
切換える、もしくは、サンプリング回数の差（Ｎ）とサ
ンプリングパルスＳの周期の両方を切換えるようにして
もよい。
位置検出器としては、アブソリユート型の位置検出器ま
たはインクリメンタルエンコーダの出力パルスをカウン
トして位置データを得るものなど任意のものを用いるこ
とができる。中でも、以下で示す可変磁気抵抗型の位相
シフト型位置検出器を用いれば様々の点で有利である。
たはインクリメンタルエンコーダの出力パルスをカウン
トして位置データを得るものなど任意のものを用いるこ
とができる。中でも、以下で示す可変磁気抵抗型の位相
シフト型位置検出器を用いれば様々の点で有利である。
第５図に示された位置検出器10は、ロータ19の回転位置
θに応じて基準交流信号sin ωｔまたはcos ωｔを位相
シフトした出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）を生じる回転
型のセンサ部20と、この出力信号Ｙと基準交流信号sin
ωｔとの位相ずれ量θを測定してこのθに対応するデイ
ジタルの位置データDXを求める交換部21とを含んでい
る。センサ部20は、複数の極Ａ〜Ｄが円周方向に所定間
隔（一例として90度）で設けられたステータ22と、各極
Ａ〜Ｄによつて囲まれたステータ空間内に挿入されたロ
ータ（可動鉄心）19とを具えている。ロータ19は、回転
角度に応じで各極Ａ〜Ｄのリラクタンスを変化させる形
状を成しており、一例として偏心円筒形である。ステー
タ22の各極Ａ〜Ｄには１次コイル1A〜1D及び２次コイル
2A〜2Dが夫々巻回されている。半径方向で対向する２つ
の極ＡとＣは差動的に動作するようにコイルが巻かれ、
かつ差動的なリラクタンス変化が生じるようになつてい
る。もう一方の極B,Dの対も同様である。一方の極付A,C
の１次コイル1A,1Cは正弦信号sin ωｔで励磁され、他
方の極対B,Dの１次コイル1B,1Dは余弦位置によつて励磁
される。その結果、２次コイル2A〜2Dの合成出力Ｙとし
て、基準信号sin ωｔ（またはcos ωｔ）をロータ19の
回転角度θに応じた角度だけ位相シフトした信号Ｙ＝si
n（ωｔ−θ）が得られるようにすることができる。
尚、ロータ19が或る速度で回転している場合はθはθ
（ｔ）によつて表現されうる。つまり、θが時々刻々と
変化する。
θに応じて基準交流信号sin ωｔまたはcos ωｔを位相
シフトした出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）を生じる回転
型のセンサ部20と、この出力信号Ｙと基準交流信号sin
ωｔとの位相ずれ量θを測定してこのθに対応するデイ
ジタルの位置データDXを求める交換部21とを含んでい
る。センサ部20は、複数の極Ａ〜Ｄが円周方向に所定間
隔（一例として90度）で設けられたステータ22と、各極
Ａ〜Ｄによつて囲まれたステータ空間内に挿入されたロ
ータ（可動鉄心）19とを具えている。ロータ19は、回転
角度に応じで各極Ａ〜Ｄのリラクタンスを変化させる形
状を成しており、一例として偏心円筒形である。ステー
タ22の各極Ａ〜Ｄには１次コイル1A〜1D及び２次コイル
2A〜2Dが夫々巻回されている。半径方向で対向する２つ
の極ＡとＣは差動的に動作するようにコイルが巻かれ、
かつ差動的なリラクタンス変化が生じるようになつてい
る。もう一方の極B,Dの対も同様である。一方の極付A,C
の１次コイル1A,1Cは正弦信号sin ωｔで励磁され、他
方の極対B,Dの１次コイル1B,1Dは余弦位置によつて励磁
される。その結果、２次コイル2A〜2Dの合成出力Ｙとし
て、基準信号sin ωｔ（またはcos ωｔ）をロータ19の
回転角度θに応じた角度だけ位相シフトした信号Ｙ＝si
n（ωｔ−θ）が得られるようにすることができる。
尚、ロータ19が或る速度で回転している場合はθはθ
（ｔ）によつて表現されうる。つまり、θが時々刻々と
変化する。
変換部21においては、所定の高速クロツクパルスCPをカ
ウンタ23でカウントし、このカウンタ23の出力にもとづ
きサイン・コサイン発生回路24で正弦信号sin ωｔと余
弦信号cos ωｔを夫々発生し、これを前述の通り、１次
コイル1A,1C,1B,1Dに夫々印加する。２次コイル2A〜2D
の出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）はゼロクロス検出回路2
5に与えられ、この信号Ｙの電気位相角ゼロのタイミン
グに同期してパルスＬが出力される。この回路25の出力
パルスＬはラツチ回路26のラツチパルスとして使用され
る。ラツチ回路26は回路25から与えられたパルスＬの立
上りに応じてカウンタ23のカウント出力をラツチする。
カンウンタ23のカウント値が１巡する期間と正弦信号si
n ωｔの１周期とを同期させることができ、そうする
と、ラツチ回路26には基準交流信号sin ωｔとセンサ部
出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）との位相差θに対応する
カウント値がラツチされることになり、これが位置デー
タDXとして出力される。
ウンタ23でカウントし、このカウンタ23の出力にもとづ
きサイン・コサイン発生回路24で正弦信号sin ωｔと余
弦信号cos ωｔを夫々発生し、これを前述の通り、１次
コイル1A,1C,1B,1Dに夫々印加する。２次コイル2A〜2D
の出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）はゼロクロス検出回路2
5に与えられ、この信号Ｙの電気位相角ゼロのタイミン
グに同期してパルスＬが出力される。この回路25の出力
パルスＬはラツチ回路26のラツチパルスとして使用され
る。ラツチ回路26は回路25から与えられたパルスＬの立
上りに応じてカウンタ23のカウント出力をラツチする。
カンウンタ23のカウント値が１巡する期間と正弦信号si
n ωｔの１周期とを同期させることができ、そうする
と、ラツチ回路26には基準交流信号sin ωｔとセンサ部
出力信号Ｙ＝sin（ωｔ−θ）との位相差θに対応する
カウント値がラツチされることになり、これが位置デー
タDXとして出力される。
第５図に示すような位相シフト型の位置検出器10を用い
た場合、第１図または第２図のシフトレジスタ11で使用
するサンプリングパルスＳとして、位相差測定タイミン
グ（つまり第５図のラツチ回路26のラツチパルスＬのタ
イミング）に同期した信号を用いることができる。すな
わち、ラツチパルスＬをそのままサンプリングパルスＳ
として用いる、もしくはこのパルスＬを適宜分周したも
のをサンプリングパルスＳとして用いるのである。同様
に、第２図のＮ設定回路14で設定されたＮ値データに応
じて第６図に示すように可変分周器27をコントロール
し、Ｎの値に応じて上記ラツチパルスＬを可変分周した
ものをサンプリングパルスＳとして用いてもよい。
た場合、第１図または第２図のシフトレジスタ11で使用
するサンプリングパルスＳとして、位相差測定タイミン
グ（つまり第５図のラツチ回路26のラツチパルスＬのタ
イミング）に同期した信号を用いることができる。すな
わち、ラツチパルスＬをそのままサンプリングパルスＳ
として用いる、もしくはこのパルスＬを適宜分周したも
のをサンプリングパルスＳとして用いるのである。同様
に、第２図のＮ設定回路14で設定されたＮ値データに応
じて第６図に示すように可変分周器27をコントロール
し、Ｎの値に応じて上記ラツチパルスＬを可変分周した
ものをサンプリングパルスＳとして用いてもよい。
勿論、サンプリングパルスＳとして所定のクロツクパル
スもしくはその可変分周出力を用いてもよい。
スもしくはその可変分周出力を用いてもよい。
尚、センサ部20は回転型に限らず直線型のもの（例えば
特開昭57−135917号に示されたような可変磁気抵抗型の
もの）を用いてもよい。
特開昭57−135917号に示されたような可変磁気抵抗型の
もの）を用いてもよい。
尚、第１図、第２図と同様の考え方で加速度検出を行な
うことも可能である。第７図は第１図と同様の考え方で
加速度検出回路を構成したものであり、第８図は第２図
と同様の考え方で加速度検出回路を構成したものであ
り、シフトレジスタ11′，演算回路12′、セレクタ1
3′、Ｎ設定回路14′は夫々第１図、第２図の11,12,13,
14に対応している。この場合、入力する速度データ△DX
は必ずしも第１図、第２図のようにして求めたものに限
らず、任意の方法で検出したものであつてもよい。Daは
加速度データを示す。
うことも可能である。第７図は第１図と同様の考え方で
加速度検出回路を構成したものであり、第８図は第２図
と同様の考え方で加速度検出回路を構成したものであ
り、シフトレジスタ11′，演算回路12′、セレクタ1
3′、Ｎ設定回路14′は夫々第１図、第２図の11,12,13,
14に対応している。この場合、入力する速度データ△DX
は必ずしも第１図、第２図のようにして求めたものに限
らず、任意の方法で検出したものであつてもよい。Daは
加速度データを示す。
以上では、シフトレジスタ11,11′、演算器12,12′、セ
レクタ13,13′、Ｎ設定回路14,14′がデイスクリート回
路によつて構成されるように示されているが、これらの
部分をマイクロコンピユータを用いて構成することも可
能である。
レクタ13,13′、Ｎ設定回路14,14′がデイスクリート回
路によつて構成されるように示されているが、これらの
部分をマイクロコンピユータを用いて構成することも可
能である。
発明の効果 以上の通りこの発明によれば、速度検出のための専用セ
ンサを設ける必要がなく、しかも、簡単な演算によつて
容易に速度検出を行なうことができる。特に、位相型の
位置センサの出力交流信号と基準交流信号の位相差を該
交流信号の周期に同期したサンプリングタイミングで演
算し、これを位置データとして出力し、この位置データ
に基づき、速度演算を行なうので、検出応答性は交流信
号の電気的周期に一義的に依存し、検出対象の速度には
全く依存しないものとなるので、とのような速度のとき
でも高応答性で速度検出を行なうことができる。また、
検出分解能も検出対象の速度の影響を受けないので、高
分解能化が可能である。また、高応答性を維持しつつ、
速度検出分解能を自由に可変設定することもできる、な
ど種々の優れた効果を奏する。
ンサを設ける必要がなく、しかも、簡単な演算によつて
容易に速度検出を行なうことができる。特に、位相型の
位置センサの出力交流信号と基準交流信号の位相差を該
交流信号の周期に同期したサンプリングタイミングで演
算し、これを位置データとして出力し、この位置データ
に基づき、速度演算を行なうので、検出応答性は交流信
号の電気的周期に一義的に依存し、検出対象の速度には
全く依存しないものとなるので、とのような速度のとき
でも高応答性で速度検出を行なうことができる。また、
検出分解能も検出対象の速度の影響を受けないので、高
分解能化が可能である。また、高応答性を維持しつつ、
速度検出分解能を自由に可変設定することもできる、な
ど種々の優れた効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第２図
は同他の実施例を示すブロツク図、第３図及び第４図は
第２図のＮ設定回路の一例を夫々示すブロツク図、第５
図は第１図及び第２図における位置検出器として回転型
の位相シフト型位置検出器を用いた例を示す説明図、第
６図は第１図及び第２図のサンプリングパルスを発生す
る回路の一例を示すブロツク図、第７図及び第８図はこ
の発明と同等の考え方を用いて加速度を求めるための回
路例を示すブロツク図、である。 10……位置検出器、11……シフトレジスタ、12……演算
器、13……データセレクタ、14……Ｎ設定回路、20……
センサ部、21……変換部、22……ステータ、19……ロー
タ。
は同他の実施例を示すブロツク図、第３図及び第４図は
第２図のＮ設定回路の一例を夫々示すブロツク図、第５
図は第１図及び第２図における位置検出器として回転型
の位相シフト型位置検出器を用いた例を示す説明図、第
６図は第１図及び第２図のサンプリングパルスを発生す
る回路の一例を示すブロツク図、第７図及び第８図はこ
の発明と同等の考え方を用いて加速度を求めるための回
路例を示すブロツク図、である。 10……位置検出器、11……シフトレジスタ、12……演算
器、13……データセレクタ、14……Ｎ設定回路、20……
センサ部、21……変換部、22……ステータ、19……ロー
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−140160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−96779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−115853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−83460（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】検出対象の位置に応じて基準交流信号を位
相シフトした出力交流信号を生じるセンサ部と、所定の
クロックパルスをカウントするカウンタと、このカウン
タの出力に基づき前記基準交流信号を発生し、前記セン
サ部に与える回路と、前記センサ部の出力交流信号の所
定位相を検出してサンプリングパルスを発生する回路
と、前記基準交流信号の所定の基準位相からの位相ずれ
を示すカウントデータを前記サンプリングパルスにより
ラッチする回路とを具備し、ラッチしたデータを前記検
出対象の位置データとして出力する位相シフト型位置検
出器と、 この検出器で求めた前記位置データを前記サンプリング
パルスに同期した時間間隔毎に次々に取り込み、記憶す
る記憶手段と、 或るサンプリングタイミングの位置データとそのＮ回前
（ただしＮは整数）にサンプリングした位置データとの
差を求めるために、前記記憶手段に記憶した位置データ
を読み出し、読み出した位置データを使用して前記サン
プリングパルスに同期するタイミングで前記差の演算を
実行する速度演算手段と、 前記Ｎの値を可変設定することにより、前記記憶手段か
ら読み出す位置データを変更し、これにより前記速度演
算手段における速度演算の分解能を可変設定する設定手
段と を具えた速度検出装置。 - 【請求項２】前記設定手段は、前記検出対象の速度に応
して前記Ｎの値を設定するものである特許請求の範囲第
１項記載の速度検出装置。 - 【請求項３】前記設定手段は、前記速度演算手段から出
力される差データに応じて前記Ｎの値を自動的に可変設
定するものである特許請求の範囲第１項記載の速度検出
装置。 - 【請求項４】前記設定手段は、前記速度演算手段で求め
た差を示すデータを入力し、このデータと現在設定され
ているＮの値とにもとづき新たなＮの値を決定するもの
である特許請求の範囲第３項記載の速度検出装置。 - 【請求項５】前記設定手段は、前記速度演算手段で求め
た差を示すデータを入力し、このデータと所定の基準値
との比較に基づき前記Ｎの値を増減変化するものである
特許請求の範囲第３項記載の速度検出装置。 - 【請求項６】前記設定手段は、前記検出対象の速度に反
比例して前記Ｎの値を決定するものである特許請求の範
囲第２項記載の速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58008090A JPH0743389B2 (ja) | 1983-01-22 | 1983-01-22 | 位置検出器を用いた速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58008090A JPH0743389B2 (ja) | 1983-01-22 | 1983-01-22 | 位置検出器を用いた速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135369A JPS59135369A (ja) | 1984-08-03 |
| JPH0743389B2 true JPH0743389B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=11683622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58008090A Expired - Lifetime JPH0743389B2 (ja) | 1983-01-22 | 1983-01-22 | 位置検出器を用いた速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743389B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8793085B2 (en) * | 2011-08-19 | 2014-07-29 | Allegro Microsystems, Llc | Circuits and methods for automatically adjusting a magnetic field sensor in accordance with a speed of rotation sensed by the magnetic field sensor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140160A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Tachometer |
| JPS562669A (en) * | 1979-06-21 | 1981-01-12 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1983
- 1983-01-22 JP JP58008090A patent/JPH0743389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59135369A (ja) | 1984-08-03 |
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