CH637764A5 - Appareil de mesure electro-optique de deplacements. - Google Patents
Appareil de mesure electro-optique de deplacements. Download PDFInfo
- Publication number
- CH637764A5 CH637764A5 CH920480A CH920480A CH637764A5 CH 637764 A5 CH637764 A5 CH 637764A5 CH 920480 A CH920480 A CH 920480A CH 920480 A CH920480 A CH 920480A CH 637764 A5 CH637764 A5 CH 637764A5
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- signal
- cos
- value
- level
- values
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 27
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 20
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 101150087426 Gnal gene Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 244000309466 calf Species 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/24495—Error correction using previous values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/2448—Correction of gain, threshold, offset or phase control
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
637 764
2
REVENDICATIONS
1. Appareil de mesure électro-optique de déplacements, comprenant des moyens de production d'un signal électrique sinusoïdal en réponse au déplacement à mesurer et des moyens de comparaison de l'amplitude dudit signal avec une tension de référence sélectionnée pour produire une indication de l'ampleur dudit déplacement, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de correction des erreurs résultant d'un décalage de niveau à courant continu dudit signal électrique sinusoïdal, lesdits moyens de correction comprenant des moyens d'échantillonnage pour obtenir une indication des valeurs d'amplitudes dudit signal au maximum et au minimum d'un cycle donné dudit signal, des moyens de calcul de la moyenne desdites valeurs maximum et minimum pour obtenir une indication de l'amplitude moyenne du demi-cycle survenu du signal, et des moyens de décalage recevant la valeur de ladite amplitude moyenne pour décaler les valeurs d'amplitude du demi-cycle du signal succédant immédiatement au demi-cycle survenu vers la valeur de ladite tension de référence d'une quantité égale à la différence entre ladite amplitude moyenne et ladite tension de référence.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'échantillonnage comprennent des moyens de production d'un second signal en quadrature de phase avec ledit signal sinusoïdal, des moyens de comparaison dudit second signal avec ladite tension de référence sélectionnée et de production d'une impulsion de déclanchement d'échantillonnage chaque fois que l'amplitude dudit second signal est égol à ladite tension de référence, et des moyens sensibles auxdites impulsions de déclanchement pour fournir une indication de l'amplitude dudit signal sinusoïdal au moment où se produit chacune de ces impulsions.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul de la moyenne comprennent des moyens de production d'une valeur numérique représentative de chaque amplitude échantillonnée dudit signal sinusoïdal, des moyens d'enregistrement des valeurs numériques des deux valeurs d'amplitudes minimum/maximum ou maximum/minimum les plus récentes dudit signal sinusoïdal et des moyens de calcul de la moyenne arithmétique desdites valeurs numériques enregistrées de manière à dériver la valeur numérique de ladite amplitude moyenne, et en ce que les moyens de décalage sont agencés pour soustraire arithmétiquement de ladite valeur numérique de l'amplitude moyenne, la valeur numérique de ladite tension de référence, et pour ensuite, soustraire le solde résultant de la valeur numérique d'un niveau d'amplitude dudit signal sinusoïdal mesuré dans ledit demi-cycle adjacent suivant.
4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesidts moyens de calcul de la moyenne comprennent un circuit de maintien pour présenter à des sorties séparées, des niveaux de tension indiquant les amplitudes respectives des deux échantillonnages minimum/maximum ou maximum/ minimum les plus récents dudit signal sinusoïdal, et un réseau résistances relié aux dites sorties du circuit de maintien et produisant à sa sortie un niveau de tension moyenné égale à la moyenne arithmétique desdits niveaux de sortie du circuit de maintien, et en ce que les moyens de décalage comprennent des moyens amplificateurs différentiels ayant comme entrée ledit signal sinusoïdal et, à leur entrée de polarisation, ladite sortie du réseau de résistances, afin de fournir à la sortie un signal corrigé quasi sinusoïdal dont chaque demi-cycle survenant est décalé en niveau de tension à courant continu vers ledit niveau de tension de référence d'une quantité sensiblement égale à la différence entre ledit niveau de tension de référence et ledit niveau de tension moyenne.
De nombreux appareils de mesure électro-optique couramment utilisés pour donner une indication du déplacement, soit linéaire soit rotatif, se basent sur le mouvement relatif entre au moins une paire d'éléments gradués, tels que des grilles s d'amplitude ou de phase, disposés dans un rayon de lumière. Un tel mouvement d'un des éléments de grilles avec le déplacement à mesurer résulte dans la variation de transmissibilité de la lumière de la paire de grilles qui peut être captée par un détecteur photo-électrique. Le mouvement régulier entre les io éléments de grilles produit un signal de forme d'onde sinusoïdal qui peut être utilisé dans un réseau de circuits compteurs et de résolutions pour produire une indication du déplacement en terme d'unités et de fractions d'unités du modèle de la grille de base.
i5 Les appareils caractéristiques de mesures électro-optiques de ce type sont ceux décrits dans les brevets américains Nos 2 685 082; 2 886 717; 3 244 895; et 3 768 911. De tels appareils comprennent également un second détecteur photo-électrique, ou un élément capteur, déplacé dans l'espace le long 20 du modèle de grille de manière à produire un second signal de forme d'onde sinusoïdal en quadrature de phase avec le premier signal produit par mouvement dans le système. De telles paires de signaux sinus/cosinus peuvent être utilisées dans un réseau de circuits approprié comme moyen de distinction de 25 la direction de déplacement de manière à assurer un nombre précis de comptage de distance unitaires déplacées.
Dans les appareils mentionnés et dans d'autres dispositifs de mesures de déplacement semblables, les signaux sin/cos sont normalement comparés à une tension de référence présé-30 lectionnée de manière à dériver les formes d'onde carrées qui peuvent être utilisées directement dans un circuit de comptage et dans un circuit de résolution pour déterminer de manière précise les déplacements en fractions unités. Alors que le niveau de tension à courant continu de référence est sélectionné 35 de préférence et maintenu au milieu de la plage de tension de travail, il est fréquemment difficile d'assurer une plage d'intensité constante de la sortie du signal provenant d'un élément capteur à cause des nombreuses influences étrangères physiques associées à la conception mécanique globale de l'appa-40 reil de mesure. Par exemple, des erreurs mécaniques peuvent exister dans le dans les réglures d'un système de grilles de telle sorte qu'une quantité plus grande ou moins grande de lumière peut être transmise comme résultat de l'erreur plutôt que du déplacement réel des grilles. Ainsi, un décalage total du ni-45 veau à courant continu du signal détecté peut apparaître comme un tel déplacement.
De même, une accumulation de poussières sur la grille, ou égratignure ou une défectuosité résultant de l'utilisation peuvent se traduire par des changements erronés de signaux indi-50 quant de manière trompeuse un mouvement. D'autres variations d'intensité de lumière, qui peuvent être interprétées par l'appareil comme un déplacement, peuvent être le résultat du mouvement physique du censeur photo-électrique ou de la source de lumière, se rapprochant ou s'éloignant des grilles. 55 Le bruit étranger de la lumière peut aussi introduire des erreurs simulant le déplacement.
De manière à éliminer les indications erronées de déplacement résultant de telles variations normalement incontrôlables dans le niveau du signal de sortie capteur, il est nécessaire eo que l'existence d'un décalage de niveau à courant continu dans le signal soit reconnu et que l'étendue d'un tel décalage soit déterminé et tenu en compte par l'appareil. La présente invention fournit un appareil de mesure comportant des moyens pour noter et corriger ces erreurs qui pourraient autre-65 ment résulter d'influences étrangères.
Comme il a été mentionné, l'étape initiale pour rémédier à une erreur de décalage de niveau de signal est de reconnaître l'existence d'une telle erreur de manière à ce qu'une action de
3
637 764
correction appropriée puisse être effectuée. Selon la présente invention, l'existence d'un décalage du niveau du signal sinusoïdal est détecté suivant une méthode qui consiste à mesurer l'amplitude du signal sinusoïdal au maximum et au minimum de chaque cycle et à comparer la moyenne de ces amplitudes mesurées à la tension de référence nominale utilisée dans le circuit de mesure.
Etant donné que la plupart des appareils de mesure du type en considération utilisent au moins une paire d'éléments capteurs de manière à produire une paire de signaux en quadrature de phase utilisés pour distinguer la direction du mouvement, des moyens pratiques sont prévus pour effectuer les mesures d'amplitude au moment approprié. C'est-à-dire, chacun des signaux sinus et cosinus produits dans les capteurs respectifs peut être utilisé dans un circuit de croisement détecteur pour déclancher une mesure de l'autre signal, puisque un croisement «0» de l'un de ces signaux se produit sensiblement à chacune des valeurs maximum et minimum de l'amplitude de l'onde sinusoïdale d'accompagnement. Ainsi, à l'aide de moyens numériques ou analogiques, la moyenne des valeurs maximum et minimum de chaque cycle des signaux respectifs peut être déterminée et comparée avec le niveau de référence à courant continu et, étant donné que toute différence entre une telle moyenne et la référence nominale est une indication d'un décalage étranger dans le niveau du signal, la condition d'une erreur potentielle est détectée.
Un décalage total erroné à courant continu du niveau de signal, par rapport à un changement d'intensité du siganl résultant d'un déplacement réel à mesurer, ayant été reconnu, il est nécessaire qu'une action corrective soit apportée si on ne veut pas que le décalage résulte en une erreur de mesure. Alors que dans certains appareils une erreur potentielle peut être évitée soit par décomptage de toute donnée obtenue pendant qu'un décalage de niveau à courant continu se produit, ou par répétition de la mesure douteuse, ces procédés sont peu pratiques dans des appareils du type considérés ici, étant donné que dans le premier cas le décomptage des données, en particulier dans les systèmes de comptage par incrément, effectue le compoundage de l'erreur à éliminer, alors que dans l'autre cas, une répétition de la mesure peut s'avérer vaine, étant donné qu'un décalage de niveau de signal résultant de la poussière ou d'une imperfection de grilles sera simplement répétée.
La solution préférée du problème est alors une détermination de l'étendue ou ampleur du décalage de niveau à courant continu avec l'application d'une correction suffisante au déplacement indiqué de manière à éliminer toute erreur occasionnée par le décalage à courant continu autrement incontrôlable.
Dans l'appareil, objet de la présente invention, une erreur de décalage de signal peut être corrigée soit numériquement, soit de manière analogique. Dans la première approche, des moyens de calcul ou d'ordinateur normalement associés à des systèmes de mesure électro-optique plus avancés peuvent être utilisés pour déterminer l'ampleur de l'erreur de décalage à courant continu et pour appliquer l'erreur directement sous forme d'une correction pendant le processus de mesure. Une correction analogique, d'autre part, peut être effectuée continuellement pendant le fonctionnement de l'appareil de mesure en effectuant la moyenne des valeurs mesurées max/min des cycles des signaux des capteurs et en renvoyant la valeur moyenne dans le circuit de manière à ce que le niveau de référence de niveau à courant continu soit décalé avec la moyenne du signal de décalage de manière à maintenir une relation étroite entre ces niveaux et de manière à réduire au minimum toute erreur présente.
Dans les dessins annexés: La figure 1 est une représentation graphique d'un signal sin/cos et d'impulsions de signaux d'échantillonnage apparentées dans un mode de réalisation numérique de la présente invention; La figure 2 est une représentation schématique d'un circuit d'échantillonnage de signaux utilisés dans ledit mode de réalisation numérique; La s figure 3 est une représentation schématique d'un circuit d'échantillonnage et de correction de signaux utilisé dans un mode de réalisation analogique de la présente invention; et La figure 4 est une représentation graphique d'une paire de signaux sin/cos, d'un signal cos corrigé et d'impulsions d'é-i o chantillonnage apparentées, dans ledit mode de réalisation analogique.
En référence à la figure 1 des dessins, on observera une représentation d'une paire de signaux sinus/cosinus 11,12 dont le cosinus est représenté en augmentation de valeur to-i5 taie à cause d'un décalage de niveau à courant continu résultant, par exemple, d'un défaut mécanique d'un élément de l'échelle de l'appareil de mesure électro-optique. Tandis que la forme d'onde du signal sinus 12 apparaît sensiblement stable autour du niveau de tension de référence, DCo, de l'appareil, 20 le signal cosinus 11 se décale en s'éloignant de son compagnon, le signal sinus, suivant son niveau moyen de décalage, DCe. Le signal cosinus apparaît alors comme faux à cause de ce décalage de signal à tout moment d'une quantité approximativement égale à la différence entre DCo et DCe. 25 Une telle erreur de décalage de signal, si elle se trouve dans des limites raisonnables, n'a aucun effet important dans un système de mesure par incrément, étant donné que le nombre de cycles de signaux complets n'est généralement pas affecté. La résolution du déplacement dans un cycle d'un signal 3o donné, cependant, est affecté de manière importante par un décalage d'un niveau d'un signal, étant donné qu'un tel déplacement est en relation directe sous forme de fonction trigono-métrique de la valeur du signal au moment de la mesure.
Ainsi, par exemple, la valeur au point 17 sur le signal cosinus 35 11 serait normalement mesuré par rapport à un niveau de tension de référence prédéterminé, DCo, qui peut être considéré aux fins de la présente discussion comme étant le niveau terre, les signaux capteurs engendrés variant sur une plage nominale, p.ex. ± 8 volts. Comme on peut le voir dans la figure 1, la ■«o valeur mesurée au point 17 est supérieure de la quantité de l'erreur de décalage à ce moment et indique donc un déplacement inférieur, c.-à-d. la phase du signal cosinus, que si la mesure au point 17 avait été effectuée correctement par rapport au niveau moyen décalé, DCe, du propre signal.
45
Ainsi, selon la présente invention, la correction du décalage du niveau DC (à courant continu) d'un signal produit se base sur une détermination de la valeur moyenne du signal au voisinage du point auquel une mesure de position est effectuée so et une comparaison de cette moyenne avec le niveau de tension de référence dans l'appareil. Une telle détermination et une telle comparaison peuvent être effectuées dans un appareil de mesure numérique comprenant le circuit illustré sché-matiquement dans la Figure 2. Comme on en parlera plus 55 tard de manière plus détaillée, chaque signal sinus 12 et chaque signal cosinus 11 produit pendant le déplacement sur l'échelle de l'appareil est comparé alternativement au niveau de tension de référence prédéterminé, DCo, pour éventuellement produire une série d'impulsions de déclenchement qui sont 60 utilisées pour échantillonner régulièrement les valeurs de chacun des signaux sin/cos à, ou environ à leurs maxima et leurs minima. A partir de ces valeurs on calcule les niveaux de la valeur moyenne, DCe, de chaque demi-cycle des signaux sin/ cos respectifs. Au fur et à mesure que chacune de ces moyen-65 nés est caluculée, elle est comparée au niveau de référence DCo, et la différence indiquant un décalage un niveau DC dans le signal, est appliquée mathématiquement à toutes valeurs de signaux de mesure de position prises pendant le demi-
637 764
4
cycle suivant de manière à éliminer sensiblement l'erreur des valeurs résultant de tout décalage de niveau DC du signal.
Comme cela est représenté dans la figure 1, une impulsion de déclanchement dans une série 18 est produite en réponse à chaque croisement du signal sin 12 par rapport au niveau de référence du système, DCo. De même, dans le présent exemple, le signal cos 11 produit une série d'impulsions de déclanchement 19 en rapport avec ses croisements en DCo. Ces impulsions de déclanchement dérivées de chaque signal sont utilisées comme le représente la Figure 1 pour effectuer de manière continue, pendant le déplacement physique dans l'appareil, l'échantillonnage du signal compagnon produit dans la détection ou prise. Par exemple, les impulsions de déclanchement de la série 19 produites au croisements du signal cos effectueront la mesure des valeurs séquentielles maximum 14 et minimum 16 du signal sin 12. Etant donné que ce signal présentera normalement une variation consistante autour de son milieu ou de sa moyenne sur la période d'un demi-cycle, p.ex. entre les points de mesures 14,16, le calcul de la moyenne entre ces deux valeurs donnera la valeur de ce milieu. Toute différence résultant d'une comparaison du milieu calculé avec la référence, DCo, indiquera alors un décalage du signal et annoncera le besoin d'effectuer une correction appropriée par rapport à toute valeur mesurée prise pendant le demi-cycle suivant. Dans l'exemple considéré, il est à noter que le signal sin est stable par rapport à DCo, étant donné que le milieu ou moyenne des valeurs aux points 14,16 coïncide avec ce niveau de référence.
De la même manière, les impulsions 18 dérivées des croisements du signal sin sont utilisées pour échantillonner le signal cos, aux points 13,15. Alors que ces valeurs mesurées 13,15 sont légèrement décalées des valeurs précises minimum et maximum du signal cosinus à cause de l'erreur de décalage dans ce signal, leur moyenne néanmoins détermine effectivement la valeur moyenne du signal correcte, DCe, pour la portion intervenante du cycle cos. L'utilisation de cette valeur moyenne calculée, DCe, comme référence par rapport à toute valeur de position 17 prise dans le demi-cycle du signal cos donnera une mesure de déplacement sensiblement correcte sans l'erreur accompagnant une mesure se rapportant au niveau de référence régulier, DCo.
Le circuit illustré schématiquement dans la figure 2 peut être utilisée dans le présent appareil pour obtenir les mesures mentionnées indiquant tours décalages de signaux qui peuvent se produire suite à des causes étrangères telles que des instabilités mécaniques de l'appareil. Ce circuit comprend la tête capteur ou de prise électro-optique habituelle 20 qui produit la paire de signaux sin/cos en question qui sont respectivement dirigés vers des canaux séparés où ils sont amplifiés de manière caractéristique en 21,22 pour produire les signaux analogiques représentatifs 11,12 dont le signal cos 11 qui est illustré décalé vers le haut à l'égard du niveau de référence DCo, comme cela a été décrit précédemment.
En suivant le canal sin, on remarquera que le signal analogique 12 est élevé au carré dans le comparateur 23 qui est référencé sur DCo, ou mise à la terre dans l'appareil du présent exemple, le signal d'onde carré étant alors dirigé vers le circuit logique de déclanchement 26 qui peut être d'un type quelconque connu produisant une impulsion à chacune des transitions positives et négatives de l'entrée d'onde carrée. Les impulsions de déclanchement résultantes sont alors dirigées vers les portes du canal cos 25,25 pour effectuer une mesure d'échantillonnage min/max du signal cos analogique 11, par exemple aux points 13,15 représentés dans la figure 1.
Les valeurs min/max du signal cos sont alors sélectionnées et enregistrées dans des dispositifs d'échantillonnage et de maintien 27,27, converties en valeur numérique dans des convertisseurs A/N 28 qui fonctionnent également sous les impulsions de déclenchement d'échantillonage, et transmises à des dispositifs RAM associés au microprocesseur de l'appareil représenté en 29. Ces éléments de stockage de données RAM sont ainsi mises à jour de manière continue avec les valeurs s numériques des valeurs max et min alternatives du signal cos pour être utilisées au moment d'une mesure de position de manière à déterminer la valeur moyenne applicable à employer pour corriger la valeur mesurée. Le signal cos, de la même manière, produit la série d'impulsions de déclanchement 19 io qui échantillonne le signal sin compagnon pour être retransmis sous forme numérique aux éléments RAM du microprocesseur 29.
Au moment où une mesure de position est effectuée, le microprocesseur de l'appareil commande le déclanchement de la 15 valeur de niveau du signal, en 17, pour la conversion, dans l'échantillonnage des valeurs max/min, sous forme numérique et pour la transmission vers la mémoire à accès sélectif (RAM). La valeur ainsi enregistrée sera, cependant, une valeur absolue, référencée sur DCo, et sera cependant erronée ou fausse 20 comme indicateur de position vraie de pahse le long du cycle cos à cause du décalage de niveau DC indiqué du signal cos à l'écart ou en éloignement de la référence DCo. De manière à produire une vraie valeur cos, Ve, pour la détermination de la phase de position, les valeurs enregistrées du maximum le plus 25 récent du signal cos, Mx, et du minimum le plus récent du signal cos, Mn, et une valeur absolue mesurée, Va, ainsi que le niveau de référence, DCo, sont analysées dans le microprocesseur pour déterminer l'ampleur de l'erreur de décalage et pour l'appliquer sous forme d'une correction à la valeur mesurée 3o fausse.
Dans l'appareil de l'exemple, une analyse préférentielle de correction procède de la manière suivante. La moyenne d'erreurs précédentes, DCe=(Mx + Mn)/2, est déterminée et son erreur de décalage par rapport au niveau de référence DCe-35 DCo, est caluculée. Cette erreur est alors retranchée de la valeur de position absolue mesurée pour obtenir la valeur de phase corrigée du signal cos,
Vc= Va - ( ( (Mx + Mn)/2) - DCo).
En plus de la correction précédente de l'erreur due au dé-40 calage de niveau du signal DC, il est avantageux et préférable dans la présente partie numérique ou digitale de corriger toute erreur supplémentaire par un changement d'amplitude, comme il pourrait en résulter d'une source d'alimentation DC défaillante. Dans une telle éventualité, le vrai DCo pourrait 45 être maintenu, bien que la valeur mesurée du signal de position serait fausse à cause d'une amplitude de signal réduite. Pour corriger une telle condition, la gamme ou plage d'amplitude du signal réel Mx — Mn, est comparée à la plage d'alimentation DC nominal, V, et le résultat est appliqué à la vaso leur de phase du signal corrigé pour obtenir une valeur cos qui est normalisée sur une échelle d'après laquelle la détermination de la phase cos réelle est conçue pour être effectuée par: Vcn = (Va - ( ( (Mx + Mn)/2) - DCo) ) x (V/(Mx - Mn) ).
Le signal sin compagnon peut être analysé et corrigé de la 55 même manière, si nécessaire, pour maintenir une vraie relation de la paire de signaux et pour assurer une résolution précise des mesures de déplacement en fraction du cycle de l'échelle de l'appareil. Bien que le circuit de la figure 2 décrive chaque branche ayant tout un ensemble de dispositifs décrits, 60 c.-à-d. porte, dispositifs d'échantillonnage et de maintien, convertisseurs A/N, un nombre plus petit de portes et d'éléments de conversion serait nécessaire en utilisant un multiplexage et des portes adressables par le microprocesseur pour obtenir une séquence ordonnée des échantillons de signaux pour 65 la mise à jour de la mémoire à accès sélectifs, RAM. Un tel dispositif de multiplexage pouvait facilement servir un nombre quelconque d'éléments de prise ou capteurs, par exemple ceux qûi'sont inclus dans un théodolite électronique pour pro-
5
637 764
duire des signaux multiples pour la mesure de l'élévation ou ronné 41 à l'entrée de l'amplificateur différentiel 33, dont la site ainsi que l'azimut de la ligne de vue instrumentale. sortie est décalée en vertu de l'entrée de la valeur moyenne va-
Dans des appareils de mesure où l'on anticipe que des dé- riée pour produire un signal cos 43 qui varie de manière cor-
calages de signaux d'une importance relativement grande recte autour de DCo, c.-à-d. le sol de référence. Le signal cos peuvent se produire, il est préférable d'effectuer la correction 5 corrigé devient alors disponible en 49 pour être appliqué aux de ces décalages dans un dispositif analogique plus tôt que circuits habituels d'élévation au carré et de comptage, et des numérique. Alors que le mode numérique ou digital de réa- dispositifs de résolution analogiques où des mesures inférie-
lisation de la présente invention est suffisant pour rectifier des ures au cycle complet sont obtenues. Le signal cos corrigé 43
erreurs de décalage de signaux dans des appareils de mesure est également appliqué au comparateur 34 pour obtenir une construits plus précisément, tels que le théodolite mentionné, m onde carrée correctement séquentielle entrée dans le circuit lo-
un mode analogique, par exemple celui illustré schématique- gique 36 d'où est obtenue la série d'impulsions d'échantillon-
ment dans la figure 3, est préféré avec des appareils à structu- nage 47 qui commande les portes d'échantillonnage et les con-
res plus grossières ou avec des appareils destinés à des milieux vertisseurs A/N du circuit d'échantillonnage du canal sin. qui rendent l'appareil de mesure plus susceptible aux erreurs
étrangères. 15 L'effet du circuit de correction analogique peut être ob-
En référence à la figure 3, les signaux sin et cos 42,41 pro- servé dans la figure 4 à partir d'une comparaison de la forme duits dans un capteur électro-optique 30 sont amplifiés dans d'onde représentative du signal cos erroné 41 et celle représen-
des canaux séparés dans des amplificateurs 32,31. Comme tant le signal corrigé 43. A chaque échantillonnage des valeurs dans l'exemple précédent, le signal cos 41 est considéré respectives maximum et minimum du signal cos erroné 41,
comme étant décalé vers le haut à partir du niveau de réfé- 20 avec le changement résultant à la sortie du convertisseur N/A
rence de l'appareil, DCo, à cause par exemple d'influences 39, la valeur de la moyenne de la dernière paire de valeurs mécaniques, tandis que le signal sin 42 est considéré comme max/min apparaît comme étant l'entrée de référence dans
étant exempt d'erreurs, c.-à-d. variant régulièrement autour l'amplificateur différentiel 33. Le résultat d'un tel changement de la terre de référence. La série d'impulsions d'échantillonna- est que le demi-cycle suivant du signal cos apparaissant à la ges 46 (figure 4) créés avec les croisements du signal sin 42 25 sortie de l'amplificateur 33 est entre vers une position par rap-
sont dérivés, comme dans l'exemple précédent, par une éléva- port à la référence du système, DCo, qui est sensiblement tion au carré du signal dans le comparateur 34 et application équilibré autour de ce niveau de référence. Ainsi, étant donné
d'un circuit logique de déclanchement 36, les impulsions de que chaque semi-cycle est échantillonné pour une valeur ma-
déclanchement d'échantillonnage étant dirigées vers les portes ximum ou une valeur minimum, une correction est dérivée et du canal cos 35,35. 30 appliquée au demi-cycle suivant pour maintenir l'entrée du si-
Comme cela a été décrit précédemment, le signal cos 41 gnal en 48,49 relativement dépourvue de l'erreur de décalage portant l'erreur de décalage est échantillonné alternativement DC.
à proximité de ces valeurs maximum et minimum, chacune de Un autre effet avantageux du circuit de correction analo-
ces valeurs étant conduite ou cheminée par l'intermédiaire du gique décrit résulte du fait que, étant donné que toute erreur dispositif d'échantillonnage et de maintien 37 vers le conver- 35 dans un signal est corrigée à chaque demi-cycle la séquence tisseur A/N 38. Ce convertisseur est utilisé de manière à éviter alternative régulière de la transition dans les paires de signaux une dégradation du niveau de la valeur mesurée dans le cas où sin/cos carrés normalement essentiels au bon fonctionnement l'échantillonnage régulier soit interrompu pendant une longu- des systèmes de comptage par incrément est maintenue. Ainsi,
eur de temps assez longue, par exemple lorsque l'appareil de des erreurs de décalage d'une telle magnitude ou grandeur qui mesure reste stationnaire pendant qu'une mesure de position 40 pourrait autrement résulter de comptages perdus dans de tels est effectuée. Chaque valeur numérique est alors convertie de systèmes par incrément, sont éliminés et la précision de la me-
nouveau dans le convertisseur N/A respectif 39 à la sortie du- sure est conservée. Il est clair évidemment que cet avantage quel la valeur maximum ou minimum la plus récente du faux peut être mis à profit également dans un système essentielle-
signal est appliqué à un réseau de résistence équilibré pour ment digital comme cela a été décrit précédemment par hybri-
dériver la valeur moyenne de chaque échantillonnage max/ 45 disation des segments appropriés ou pertinents de chaque min. Cette valeur moyenne est appliquée avec le signal cos er- circuit.
C
1 feuille dessins
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/103,778 US4318617A (en) | 1979-12-14 | 1979-12-14 | DC Shift error correction for electro-optical measuring system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH637764A5 true CH637764A5 (fr) | 1983-08-15 |
Family
ID=22296995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH920480A CH637764A5 (fr) | 1979-12-14 | 1980-12-12 | Appareil de mesure electro-optique de deplacements. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4318617A (fr) |
| JP (1) | JPS56125612A (fr) |
| CA (1) | CA1159126A (fr) |
| CH (1) | CH637764A5 (fr) |
| DE (1) | DE3046797A1 (fr) |
| FR (1) | FR2473702A1 (fr) |
| IT (1) | IT1127947B (fr) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2067747B (en) * | 1980-01-18 | 1983-08-03 | Stanley Tools Ltd | Displacement measuring system |
| US4787054A (en) * | 1983-07-25 | 1988-11-22 | Cain Encoder Co. | Interdial compensation technique for angular position detectors |
| US4556842A (en) * | 1983-07-26 | 1985-12-03 | Westinghouse Electric Corp. | Tracking filter for sensing DC content in an AC waveform |
| JPS60157013A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-17 | Tokyo Optical Co Ltd | エンコ−ダ読取信号の補正方法および装置 |
| DE3409891C2 (de) * | 1984-03-17 | 1986-04-17 | Kuhnke, Falko, Dr., 3300 Braunschweig | Verfahren zum Interpolieren von ortsperiodischen elektrischen Signalen |
| US4782327A (en) * | 1985-01-02 | 1988-11-01 | Victor B. Kley | Computer control |
| DE3514155A1 (de) * | 1985-04-19 | 1986-10-23 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Verfahren und einrichtung zur regelung des tastverhaeltnisses wenigstens eines elektrischen signals |
| DE3537752A1 (de) * | 1985-10-23 | 1987-04-23 | Flowtec Ag | Verfahren zur kompensation von stoerspannungen im elektrodenkreis bei der magnetisch-induktiven durchflussmessung |
| JPS62162917A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | Hitachi Ltd | 位相検出装置 |
| SE452058B (sv) * | 1986-02-26 | 1987-11-09 | Lekby Mats Erik | Mikrodatorbaserad enhet for korrigering av felaktiga signaler fran en metgivare |
| JPH0192612A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-11 | Fanuc Ltd | 自動オフセット補正機能付エンコーダ |
| US4862396A (en) * | 1987-10-20 | 1989-08-29 | Industrial Microsystems, Inc. | Analyzing analog quadrature signals |
| US5057686A (en) * | 1988-10-12 | 1991-10-15 | Mitutoyo Corporation | Self-stabilizing photoelectric displacement detector |
| SE463584B (sv) * | 1989-04-20 | 1990-12-10 | Ericsson Telefon Ab L M | Saett och anordning foer noggrann digital maetning av tids- eller faslaeget i ett signalpulstaag |
| JPH0354416A (ja) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Okuma Mach Works Ltd | 位置検出装置 |
| JP2515891B2 (ja) * | 1989-09-20 | 1996-07-10 | 株式会社日立製作所 | 角度センサ及びトルクセンサ、そのセンサの出力に応じて制御される電動パワ―ステアリング装置 |
| GB2238865B (en) * | 1989-12-04 | 1994-01-26 | Mitutoyo Corp | Photoelectric displacement detector |
| DE4017954C1 (fr) * | 1990-06-05 | 1991-08-29 | Pav Praezisions-Apparatebau Ag, Vaduz, Li | |
| JP3067282B2 (ja) * | 1991-06-13 | 2000-07-17 | 株式会社東海理化電機製作所 | 移動検出器 |
| US5594667A (en) * | 1992-07-10 | 1997-01-14 | Myers; Allen | Method and apparatus for baseline drift correction for a sensor |
| DE4242145A1 (de) * | 1992-12-14 | 1994-06-16 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ausgleich eines Fehlwinkels zwischen einem cosinus- und einem sinusförmigen, lageabhängigen Meßsignal bei einem Winkelgeber bzw. einem Linearmaßstab |
| JPH07218288A (ja) * | 1994-01-28 | 1995-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 絶対位置検出装置及びその誤差補正方法 |
| DE19519677A1 (de) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Telefunken Microelectron | Verfahren zur Reduzieruzng der Auswirkung von Drift auf Signal-Nullpegel bei Ansteuerungen von Insassen-Schutzsystemen |
| DE29614974U1 (de) * | 1996-06-11 | 1996-11-28 | Woelke Magnetbandtechnik Gmbh | Steuervorrichtung zur Kompensation von Offset-Anteilen eines periodischen Signals |
| JPH10164152A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | General Res Of Electron Inc | Ｆｓｋ受信機用中心誤差検出回路 |
| DE19707263B4 (de) | 1997-02-24 | 2006-03-16 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Einstellen von Schaltpunkten bei einem Sensor-Ausgangssignal |
| DE69822029T2 (de) * | 1997-04-28 | 2004-08-12 | Allegro Microsystems, Inc., Worcester | Verfahren zur Zentrierung eines Signals innerhalb des dynamischen Bereiches eines spitzendetektierenden Näherungssensors |
| JP3026949B2 (ja) * | 1997-05-12 | 2000-03-27 | ファナック株式会社 | エンコーダのオフセット補正回路 |
| DE19844663C2 (de) * | 1998-09-29 | 2000-09-21 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Einstellen von Schaltpunkten eines Entscheiders |
| DE10049502A1 (de) * | 2000-10-06 | 2002-04-11 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren und Vorrichtung zur absoluten Positionsbestimmung |
| JP4830209B2 (ja) * | 2001-04-24 | 2011-12-07 | 株式会社ジェイテクト | 最大値・最小値検出方法、最大値・最小値検出装置、その最大値・最小値検出装置を備えたトルク検出装置及び舵取装置 |
| US6600150B1 (en) | 2001-07-03 | 2003-07-29 | Lexmark International, Inc. | Encoder systems for printers and related methods |
| US6919727B2 (en) * | 2002-09-26 | 2005-07-19 | Texas Instruments Incorporated | Accurate time measurement system circuit and method |
| US7066591B2 (en) * | 2004-02-14 | 2006-06-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Analog encoder |
| JP4561160B2 (ja) * | 2004-04-16 | 2010-10-13 | 株式会社ジェイテクト | 回転角検出装置及び電気式動力舵取装置 |
| DE102005039152A1 (de) | 2005-08-17 | 2007-02-22 | Robert Bosch Gmbh | Mechanische Trägereinrichtung sowie Messgerät mit einer mechanischen Trägereinrichtung |
| EP2746732B2 (fr) † | 2012-12-18 | 2018-03-07 | Sick Ag | Dispositif de transducteur et procédé destinés à la détermination d'une position |
| DE102013113870A1 (de) * | 2013-12-11 | 2015-06-11 | Ic-Haus Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung eines periodischen Messsignals |
| US10911061B2 (en) * | 2018-03-23 | 2021-02-02 | The Boeing Company | System and method for demodulation of resolver outputs |
| US10830591B2 (en) | 2018-03-23 | 2020-11-10 | The Boeing Company | System and method for dual speed resolver |
| US10913550B2 (en) | 2018-03-23 | 2021-02-09 | The Boeing Company | System and method for position and speed feedback control |
| CN109974832B (zh) * | 2019-04-03 | 2021-04-02 | 浙江华章科技有限公司 | 一种高速摇振系统振幅的算法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2685082A (en) * | 1951-03-28 | 1954-07-27 | Telecomputing Corp | Position indicating device |
| US2886717A (en) * | 1953-03-14 | 1959-05-12 | Ferranti Ltd | Measuring apparatus |
| US2886718A (en) * | 1955-05-31 | 1959-05-12 | Ferranti Ltd | Measuring apparatus |
| AT248717B (de) * | 1964-09-22 | 1966-08-10 | Contraves Ag | Optisch-elektrische Meßeinrichtung |
| US3510696A (en) * | 1967-08-07 | 1970-05-05 | Whittaker Corp | Transducer output correction circuitry |
| FR2082594A5 (fr) * | 1970-03-20 | 1971-12-10 | Sopelem | |
| US3768911A (en) * | 1971-08-17 | 1973-10-30 | Keuffel & Esser Co | Electro-optical incremental motion and position indicator |
| SE355668B (fr) * | 1971-08-23 | 1973-04-30 | Aga Ab | |
| FR2363086A1 (fr) * | 1976-08-23 | 1978-03-24 | Hewlett Packard Co | Appareil de correction automatique adaptative des erreurs des instruments de mesure analogiques |
| DE2729697A1 (de) * | 1977-07-01 | 1979-01-04 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Verfahren zur interpolation |
| US4198677A (en) * | 1978-01-30 | 1980-04-15 | Exxon Research & Engineering Co. | Method and apparatus for compensating a sensor |
| US4180704A (en) * | 1978-06-28 | 1979-12-25 | International Business Machines Corporation | Detection circuit for a bi-directional, self-imaging grating detector |
| SE7813344L (sv) * | 1978-12-28 | 1980-06-29 | Bengt Hjalmar Tornblom | Met- och/eller kompensationsanordning |
-
1979
- 1979-12-14 US US06/103,778 patent/US4318617A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-12-11 IT IT50344/80A patent/IT1127947B/it active
- 1980-12-11 CA CA000366574A patent/CA1159126A/fr not_active Expired
- 1980-12-12 CH CH920480A patent/CH637764A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-12-12 FR FR8026423A patent/FR2473702A1/fr active Granted
- 1980-12-12 DE DE19803046797 patent/DE3046797A1/de not_active Ceased
- 1980-12-13 JP JP17526680A patent/JPS56125612A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2473702B1 (fr) | 1984-06-29 |
| IT1127947B (it) | 1986-05-28 |
| JPS56125612A (en) | 1981-10-02 |
| CA1159126A (fr) | 1983-12-20 |
| US4318617A (en) | 1982-03-09 |
| DE3046797A1 (de) | 1981-09-03 |
| IT8050344A0 (it) | 1980-12-11 |
| FR2473702A1 (fr) | 1981-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CH637764A5 (fr) | Appareil de mesure electro-optique de deplacements. | |
| CN106154279B (zh) | 一种激光测距仪校正方法 | |
| EP0790484B1 (fr) | Mécanisme de correction d'erreur de position horizontale pour niveau électronique | |
| CH644689A5 (fr) | Dispositif de mesure d'angles. | |
| US8325066B2 (en) | Photoelectric encoder | |
| CN112985639B (zh) | 基于去啁啾和时域子啁啾脉冲提取的分布式光纤传感方法 | |
| CN104101369A (zh) | 位置检测设备 | |
| FR2577322A1 (fr) | Dispositif pour mesurer sans contact la vitesse d'un milieu en mouvement | |
| CN105182000A (zh) | 光学mems加速度计中三光路信号补偿系统及其方法 | |
| EP0360653A1 (fr) | Procédé et système de correction des défauts d'images d'un scanner dus aux déplacements de ce dernier | |
| CN106908800B (zh) | 一种提高脉冲测距精度的方法及脉冲测距设备 | |
| EP2156209B1 (fr) | Procédé et dispositif de détermination de l' angle de relèvement dans un système de radionavigation de type tacan | |
| EP0552604B1 (fr) | Procédé de détermination de la linéarité du signal d'un photodétecteur | |
| RU2683378C1 (ru) | Способ цифровой демодуляции сигналов фазового волоконно-оптического датчика | |
| JP4607923B2 (ja) | ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置及び処理方法 | |
| JP2838246B2 (ja) | 電子レベル用標尺と電子レベル | |
| CN109916361B (zh) | 一种无需角度位置信息的圆度测量信号处理方法 | |
| Müller et al. | Time resolved DGV based on laser frequency modulation | |
| SU475577A1 (ru) | Устройство дл автоматической поверки самопишущих приборов | |
| JPS61223603A (ja) | マ−ク検出機 | |
| SU1004752A1 (ru) | Фотоэлектрический измеритель перемещений вращающихс деталей | |
| JP3407149B2 (ja) | 傾斜補正機能付き電子レベル及び標尺 | |
| JPH0534193A (ja) | 超音波送受波装置 | |
| JP3333971B2 (ja) | 遮光機構付き電子レベル | |
| SU761933A1 (ru) | Фотоэлектрическое устройство для измерения угла θ синхронной машины 1 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |