JPH0814498B2 - 対向型インクリメンタル式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

対向型インクリメンタル式ロ−タリ−エンコ−ダ

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JPH0814498B2
JPH0814498B2 JP62031052A JP3105287A JPH0814498B2 JP H0814498 B2 JPH0814498 B2 JP H0814498B2 JP 62031052 A JP62031052 A JP 62031052A JP 3105287 A JP3105287 A JP 3105287A JP H0814498 B2 JPH0814498 B2 JP H0814498B2
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pulse
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祐司 袋田
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Topcon Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

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、コード検出系の故障、誤動作を検出するた
めのエラー検出系を有する対向型インクリメンタル式ロ
ータリエンコーダに関する。
(従来の技術) 従来から、回転シャフト、ロボット等のアームの旋回
軸、トランシット、セオドライトの軸の回転角を正確に
測定するために、対向型インクリメンタル式ロータリエ
ンコーダが用いられている。この対向型インクリメンタ
ル式ロータリエンコーダは、第6図に示すように、コー
ドNが付されたコード板Cの中心O′と被測定軸として
の回転軸Pの軸心Oとの偏心誤差を消去するために、コ
ードを読み取るための一対のセンサA0、B0をその回転軸
Pの軸心Oを対称軸として互いに対向配置する構成とな
っている。その一対のセンサの一方A0はアップカウント
パルスとダウンカウントパルスとを出力するコード検出
系としての第1検出器Aの一部を構成し、他方のセンサ
B0は、アップカウントパルスとダウンカウントパルスと
を出力するコード検出系としての第2検出器Bの一部を
構成している。
第7図はその従来のコード検出系としてのコード検出
回路のブロック図を示すもので、第1検出器Aは、第2
図に波形aで示す位相差0°の検出出力を得るための第
1サブ検出器11と第2図に波形bで示す位相差90°の検
出出力を得るための第2サブ検出器12を有している。
第2検出器Bは第2図に波形cで示す位相差0°の検
出出力を得るための第1サブ検出器21と波形dで示す位
相差90°の検出出力を得るための第2サブ検出器22とか
ら構成されている。なお、各サブ検出器11、12はセンサ
A0を構成し、各サブ検出器21、22はセンサB0を構成して
いる。
各検出出力の波形a、b、c、dは矩形波変換器13、
14、23、24に入力され、その矩形波変換器13、14、23、
24によって第2図に示す矩形波信号a′、b′、c′、
d′に変換される。カウントパルス発生器15、25はそれ
ぞれ矩形波信号a′、b′、c′、d′の入力に基づ
き、表−1の出力条件に従ってコード板Cの正回転を意
味するアップカウントパルスe、gとコード板Cの反回
転を意味するダウンカウントパルスf、hを出力する。
この表−1において、記号↑は矩形波信号a′、
b′、c′、d′の立上り時点を示し、記号↓はそれら
の立下がり時点を示している。また、記号Hはこの各矩
形波信号の組み(a′、b′)、(c′、d′)の組内
の信号のうち一方の信号の立上り時点、立下がり時点に
おいて、他方の信号がHighレベルであること、記号Lは
同様にその組内の信号のうち一方の信号の立上り時点、
立下がり時点において他方の信号がLowレベルであるこ
とをそれぞれ示している。
この表−1によれば、たとえば、矩形波信号a′の立
上り時点(記号↑)に矩形波信号b′がlowレベル、矩
形波信号a′の立下がり時点(記号↓)に矩形波信号
b′がHighレベル、矩形波信号b′の立上り時点(記号
↑)に矩形波信号a′がHighレベル、矩形波信号b′の
立下がり時点(記号↓)に矩形波信号a′がlowレベル
であれば、アップカウントパルスeがカウントパルス発
生器15から出力されることになる。
OR回路31はカウントパルス発生器15、16のアップカウ
ントパルスe、gのOR出力としてのアップ用パルスiを
アップダウンカウンタ33に出力する。他方、OR回路32は
カウントパルス発生器15、16のダウンカウントパルス
f、hのOR出力としてのダウン用パルスjをアップダウ
ンカウンタ33に出力する。
アップダウンカウンタ33はOR回路31、32のアップ用パ
ルスiとダウン用パルスjを計数し、その計数値信号を
変位量演算部34に出力し、変位量演算部34はその入力さ
れた計数値信号に基づいて計数値に所定の係数を乗算す
るための演算を行なう。すなわち、カウントパルスの1
個分に相当するコード板Cの単位回転角をその計数値に
乗算してコード板Cの回転角を求める演算を行なう。こ
の回転角は変位量演算部34の制御によって表示部35に表
示される。
なお、第2図はコード板Cの正回転している場合の正
常時の出力波形を示しており、従って、カウントパルス
発生器15、16、OR回路32からはダウンカウントパルス
f、h、ダウン用パルスjは出力されない。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、この従来の対向型インクリメンタル式エン
コーダでは、検出器A、B、矩形波変換器13、14、23、
24、カウントパルス発生器15、16の少なくとも1個が誤
動作を含むという意味での故障を起こすとアップダウン
カウンタ33の計数値に誤差が生じることになり、回転角
の測定にエラーが生じる。
たとえば、第3図は、第1検出器Aの第2サブ検出器
12が故障してその出力bが発生していない場合を示して
いる。したがって、矩形波信号b′も出力されていな
い。この第3図に示す例では、矩形波信号a′の立上り
時点で、矩形波信号b′がlowのときにのみアップカウ
ントパルスeが出力され、OR回路31から出力されるアッ
プ用パルスiのパルス数は正常な場合を示す第2図のア
ップ用パルスiのパルス数より少なく、かつ、パルス間
隔も乱れる。更に、矩形波信号a′の立下がり時点で、
矩形波信号b′がlowであるという出力条件が成立し、
ダウンカウントパルスfが出力され、コード板Cが正回
転にも拘らずダウン用パルスjが出力されることにな
り、測定値に誤差が生じる。
また、たとえば、第4図に示す波形図は、カウントパ
ルス発生器15を含めてその前段側故障してアップカウン
トパルスe、ダウンカウントパルスfが発生されなくな
った場合を示している。この第4図に示す例では、アッ
プカウントパルスgのみがOR回路31に入力されるため、
OR回路31から出力されるアップ用パルスiのパルス数が
正常時のパルス数の半分になり、測定値が正常時の半分
であると判断される。
本発明は上記の事情を考慮して為されたもので、その
目的は従来の対向型インクリメンタル式ロータリエンコ
ーダの上記欠点を解消することを目的とする。
発明の構成 (問題点を解決するための手段) 本発明に係る対向型インクリメンタル式ロータリエン
コーダの特徴は、軸回りに正・反両方向に回転可能であ
ってコードが付されたコード板と、前記コードを読み取
るための第1センサを有してアップカウントパルスとダ
ウンカウントパルスとを出力する第1検出器と、前記コ
ード板の軸心を挟んで前記センサに対向配設されて前記
コードを読み取るための第2センサを有してアップカウ
ントパルスとダウンカウントパルスとを出力する第2検
出器とを備えた対向型インクリメンタル式ロータリーエ
ンコーダにおいて、前記第1検出器からの前記アップカ
ウントパルスの数と前記第2検出器からのダウンカウン
トパルスの数との差、又は前記第1検出器からの前記ダ
ウンカウントパルスの数と前記第2検出器からのアップ
カウントパルスの数との差が所定基準値以上であるか否
かを比較する比較部と、前記比較部において、前記差が
前記基準値以上であると判定した時にエラー信号を発生
するエラー信号発生部とが設けられているところにあ
る。前記比較部は、好ましくは前記第1検出器からの前
記アップカウントパルスと前記第2検出器からのダウン
カウントパルスとの第1OR出力を得るための第1OR回路
と、 前記第1検出器からの前記ダウンカウントパルスと前
記第2検出器からの前記アップカウントパルスとの第2O
R出力を得るための第2OR回路と、前記第2OR回路からの
前記第2OR出力を計数すると共に、前記第1OR回路からの
第1OR出力によりその計数値がリセットされる第1計数
回路とから形成され、前記第1OR回路からの前記第1OR出
力を計数すると共に、前記第2OR回路からの第2OR出力に
よりその計数値がリセットされる第2計数回路と、前記
第1計数回路の計数値と前記第2計数回路の計数値の少
なくとも一方が所定の基準値以上であるか否かを比較す
る比較回路とから形成され、 前記エラー信号発生部は、該比較回路が、前記計数値の
少なくとも一方が前記基準値以上であると判定した時に
エラー信号を発生するように形成されている。
(実施例) 第1図は本発明に係る対向型インクリメンタル式ロー
タリエンコーダのブロック回路図を示しており、エラー
検出系40以外の回路要素は第7図に示す従来の対向型イ
ンクリメンタル式ロータリエンコーダの回路要素と同一
であるので、同一符号を付してその説明は省略すること
とする。
エラー検出系40は、第2OR回路41、第1OR回路42、第1
カウンタ43、第2カウンタ44、第1数値比較器45、第2
数値比較器46、基準値発生回路47、OR回路48から構成さ
れている。第2OR回路41にはカウントパルス発生器15か
らのダウンカウントパルスfとカウントパルス発生器25
からのアップカウントパルスgとが入力され、そのOR出
力Kが第2図に示すパルス列を形成する。
第2図に示す正常時の例では、コード板Cが正回転で
あり、アップカウントパルスgのみが入力され、ダウン
カウントパルスfは入力されないため、カウントパルス
発生器25からのアップカウントパルスgのパルス列と同
一のパルス列を有するOR出力Kが第2OR回路41から出力
される。この第2OR回路41からのOR出力Kは第1カウン
タ43に入力されると共に、第2カウンタ44のリセット端
子に入力されてその第2カウンタ44のリセット信号R1
して作用する。
他方、第1OR回路42にはカウントパルス発生器15のア
ップカウントパルスeとカウントパルス発生器25のダウ
ンカウントパルスhとが入力されている。その第1OR回
路42のOR出力lは第2カウンタ44に入力されると共に、
第1カウンタ43のリセット端子に入力されてその第1カ
ウンタ43のリセット信号R2として作用する。
第2図に示す正常時の例では、コード板Cが正回転で
あるため、第1OR回路42にはダウンカウントパルスhは
出力されていないので、パルスカウント発生器15のアッ
プカウントパルスeのみが入力され、このパルス列と同
一のパルス列を有するOR出力lが出力される。
その第2図に示す例の場合、第2カウンタ44は、第1O
R回路42のOR出力lの第i番目(i=1,2,3,…,n)のパ
ルスliを計数し、次に第1カウンタ43が第2OR回路41のO
R出力Kの第i番目(i=1,2,3,…,n)のパルスKiを計
数すると、このパルスKiがリセット信号R1として、第2
カウンタ44に出力されるため、その計数値がリセットさ
れる。次に、第1カウンタ43は第2カウンタ44が第2OR
回路42のOR出力lの第i+1番目のパルスli+1を計数す
ると共に、この第i+1番目のパルスli+1がリセット信
号R2として第1カウンタ43に出力されるため、その計数
値がリセットされる。
以下、同様の動作が繰り返されるため、第1カウンタ
43、第2カウンタ44は常に「0」又は「1」の計数値に
対応する信号を第1数値比較器45、第2数値比較器46に
出力することになる。
ところで、第3図に示す異常時の例では、第1OR回路4
2が第i番目のパルスliを出力し、リセット信号R2とし
て第1カウンタ43のそれまでの計数値をリセットした
後、第2OR回路41がKi、Ki+1、Ki+2、Ki+3、Ki+4までの
5個のパルスを計数するまでは第1OR回路42がリセット
信号R2を出力しないため、第1カウンタ43の計数値は
「5」となる。
また、他の異常状態を例示する第4図に示す例の場合
には、アップカウントパルスe、ダウンカウントパルス
hが出力されないので、第1OR回路42のOR出力lは出力
されず、第1カウンタ43は第2OR回路41のOR出力Kのパ
ルス列の全てを計数し、その計数値は「n」となる。
そこで、基準値発生回路47に基準計数値「2」に対応
する信号を発生させ、第1数値比較器45、第2数値比較
器46によって、この基準計数値「2」と第1カウンタ4
3、第2カウンタ44の計数値とを各々比較し、基準計数
値が「2」以上であれば、エラー信号S1、S2をOR回路48
に出力させるようにする。そして、OR回路48のエラー信
号S1、S2を変位量演算部34に入力させ、その変位量演算
部34により異常状態であるとの表示を表示部35にさせる
ようにする。このようにエラー検出系40を構成すると、
コード信号検出系に異常があるか否かを確認できる。
なお、第5図に示すようにカウントパルス発生器15、
25への入力信号a′、b′、c′、d′に微小な位相の
バラツキがあって、li番目のパルスliとli+1番目のパル
スli+1との間にKi番目のパルスKiとKi+1番目のパルスK
i+1との2個のパルスが入って第1カウンタ43の計数値
が「2」となり、また、Ki+1番目のパルスKi+1とKi+2
目のパルスKi+2との間にli+1番目のパルスli+1とli+2
目のパルスli+2との2個のパルスが入って第2カウンタ
44の計数値も「2」となることが考えられるが、このよ
うな位相のバラツキがエンコーダの測定精度に影響をし
ないと考えられるときには、基準値発生回路47の基準値
を「3」とし、第1カウンタ43、第2カウンタ44の計数
値が「3」以上のときにコード検出系に異常があると判
定することにし、OR回路48からその旨の信号を変位量演
算部34に出力させ、表示器35に異常を表示させるように
してもよい。
発明の効果 本発明に係る対向型インクリメンタル式ロータリーエ
ンコーダは、以上説明したように、従来の対向型インク
リメンタル式ロータリエンコーダのコード検出系の誤動
作を含めてそのコード検出系に故障があると、それを検
出して異常発生を使用者に報知することができるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る対向型インクリメンタル式ロータ
リーエンコーダのブロック回路図、第2図は正常時にそ
の第1図に示す各回路要素から出力される出力信号の波
形を示すタイミングチャート、第3図、第4図は異常時
に第1図に示す各回路要素から出力される出力信号の波
形の一例を示すタイミングチャート、第5図は位相のバ
ラツキがある場合の出力信号の波形の一例を示すタイミ
ングチャート、第6図はコード板と検出器のセンサとの
配置関係を示す概略図、第7図は従来の対向型インクリ
メンタル式ロータリーエンコーダのブロック回路図であ
る。 A……第1検出器 B……第2検出器 13、14……矩形波変換器 15……第1カウントパルス発生器 16……第2カウントパルス発生器 24、25……矩形波変換器 31、32……OR回路 41……第2OR回路 42……第1OR回路 43……第1カウンタ 44……第2カウンタ 45……第1数値比較器 46……第2数値比較器 47……基準値発生回路 48……OR回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸回りに正・反両方向に回転可能であって
    コードが付されたコード板と、前記コードを読み取るた
    めの第1センサを有してアップカウントパルスとダウン
    カウントパルスとを出力する第1検出器と、 前記コード板の軸心を挟んで前記センサに対向配設され
    て前記コードを読み取るための第2センサを有してアッ
    プカウントパルスとダウンカウントパルスとを出力する
    第2検出器とを備えた対向型インクリメンタル式ロータ
    リーエンコーダにおいて、 前記第1検出器からの前記アップカウントパルスの数と
    前記第2検出器からのダウンカウントパルスの数との
    差、又は前記第1検出器からの前記ダウンカウントパル
    スの数と前記第2検出器からのアップカウントパルスの
    数との差が所定基準値以上であるか否かを比較する比較
    部と、 前記比較部において、前記差が前記基準値以上であると
    判定した時にエラー信号を発生するエラー信号発生部と
    が設けられていることを特徴とする対向型インクリメン
    タル式ロータリーエンコーダ。
  2. 【請求項2】請求範囲第1項記載の対向型インクリメン
    タル式ロータリーエンコーダにおいて、前記比較部は、
    前記第1検出器からの前記アップカウントパルスと前記
    第2検出器からのダウンカウントパルスとの第1OR出力
    を得るための第1OR回路と、前記第1検出器からの前記
    ダウンカウントパルスと前記第2検出器からの前記アッ
    プカウントパルスとの第2OR出力を得るための第2OR回路
    と、 前記第2OR回路からの前記第2OR出力を計数すると共に、
    前記第1OR回路からの第1OR出力によりその計数値がリセ
    ットされる第1計数回路とから形成され、 前記第1OR回路からの前記第1OR出力を計数すると共に、
    前記第2OR回路からの第2OR出力によりその計数値がリセ
    ットされる第2計数回路と、 前記第1計数回路の計数値と前記第2計数回路の計数値
    の少なくとも一方が所定の基準値以上であるか否かを比
    較する比較回路とから形成され、 前記エラー信号発生部は、該比較回路が、前記計数値の
    少なくとも一方が前記基準値以上であると判定した時に
    エラー信号を発生するように形成されていることを特徴
    とする対向型インクリメンタル式ロータリーエンコー
    ダ。
JP62031052A 1987-02-12 1987-02-12 対向型インクリメンタル式ロ−タリ−エンコ−ダ Expired - Lifetime JPH0814498B2 (ja)

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