CN104457641B - 用于检查工作节拍信号的位置测量装置和方法 - Google Patents

用于检查工作节拍信号的位置测量装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104457641B
CN104457641B CN201410475648.4A CN201410475648A CN104457641B CN 104457641 B CN104457641 B CN 104457641B CN 201410475648 A CN201410475648 A CN 201410475648A CN 104457641 B CN104457641 B CN 104457641B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
interface
signal
measurement device
processing unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410475648.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104457641A (zh
Inventor
伯恩哈德·博里
亚历山大·科布勒
斯特凡·克罗伊策
马库斯·莫斯哈梅尔
彼得·施平德勒
米夏埃尔·瓦尔特
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.)
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Original Assignee
Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Johannes Heidenhain GmbH filed Critical Dr Johannes Heidenhain GmbH
Publication of CN104457641A publication Critical patent/CN104457641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104457641B publication Critical patent/CN104457641B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • 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
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • 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
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • 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
    • 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
    • G01D5/24457—Failure detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317—Testing of digital circuits
    • G01R31/31727—Clock circuits aspects, e.g. test clock circuit details, timing aspects for signal generation, circuits for testing clocks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • G06F13/4295—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus using an embedded synchronisation
    • 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
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0079—Receiver details
    • H04L7/0083—Receiver details taking measures against momentary loss of synchronisation, e.g. inhibiting the synchronisation, using idle words or using redundant clocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals

Abstract

本发明涉及一种位置测量装置，其包括位置检测单元、处理单元、接口单元和节拍发生器，利用位置检测单元可产生数字位置值；设计处理单元以处理指令，其可借助接口单元从后续电子件传给处理单元；设计接口单元以根据接口协议规则经至少一个接口导线与后续电子件通信，经导线能传输其时间特性通过接口协议确定的接口信号；且节拍发生器产生工作节拍信号，其用作位置检测单元和处理单元功能的时基。位置测量装置内还设置时间测量单元，工作节拍信号同样用作其时基并为时间测量单元提供至少一个接口信号，利用时间测量单元可测量至少一个接口信号从启动事件到停止事件的时间区间。此外本发明涉及一种用于验证位置测量装置的工作节拍信号的方法。

Description

用于检查工作节拍信号的位置测量装置和方法
技术领域
本发明涉及一种位置测量装置，以及一种用于验证这种位置测量装置的工作节拍信号的方法。
背景技术
位置测量装置广泛使用在数控机床领域。其在此用于，测定后续电子件、例如数字控制系统所需要的位置实际值，以便计算调节回路的额定值，利用调节回路来控制工具或者工件的进给。旋转传感器或者角度测量仪为此例如直接地或者间接地与发动机的轴耦合，长度测量仪例如与可移动的工具滑板耦合。
现代的位置测量装置产生数字的、绝对的测量值。在此，其既可以涉及位置值，也可以涉及由位置值的时间变化推导出的测量值，例如速度值或者加速度值。此外，已知的位置测量装置附加地测定布置在位置测量装置内部或者外部的传感器、例如温度或者振动传感器的测量值。经由数字数据传输接口实现从位置测量装置向后续电子件传输测量值。EP0 660 209 A1在此实例性地公开了一种这种类型的具有数字数据传输接口的位置测量装置。在WO 2009/149966 A1中公开了另一种用于在位置测量装置和后续电子件之间传输数据的数字数据接口。为了提供所需的功能-采集位置信号、将位置信号处理成数字的位置值或者由此推导出的测量值、与后续电子件通信-需要成本高昂的模拟和数字的电路块。
位置测量装置内的中央单元是节拍发生器，其产生工作节拍信号，该信号用作位置测量装置的许多功能块的时基，例如用于A/D转换器、状态自动机、数字数据传输接口或者可能的作为中央处理单元组成部分的微处理器或者微控制器。如果由于故障改变了工作节拍信号的频率，那么可能发生的是，功能块在其规格以外运行，这又可能导致测量误差、偶尔的故障等等。
一些如此引起的误差，特别是当其导致了错误的测量值时，在后续电子件中可能无法识别。在不利的情况下，因此能够使得例如机床中正处于加工中的工件变得不可使用，或者甚至使机床受到损害。比可能产生的材料损害更严重的是对操作人员的伤害危险。因此重要的是，确保节拍发生器的功能符合规定。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种位置测量装置，其中监控工作节拍信号的频率。
现在提出一种位置测量装置，其包括位置检测单元、处理单元、接口单元和节拍发生器，其中
利用位置检测单元可以产生数字的位置值，
适当地设处理单元计以便处理指令，该指令可以借助接口单元从后续电子件传递给处理单元，
适当地设接口单元以便根据接口协议的规则通过至少一个接口导线与后续电子件通信，经由接口导线可以传输接口信号，接口信号的时间上的特性通过接口协议来确定，并且
节拍发生器产生工作节拍信号，该信号用作位置检测单元的和处理单元的功能的时基。
在位置测量装置内还设置时间测量单元，工作节拍信号作为时基同样用于时间测量单元，并且为时间测量单元提供至少一个接口信号，并且利用时间测量单元可以测量至少一个接口信号的从启动事件到停止事件的时间区间。
本发明的其他目的是，提供一种用于监控位置测量装置的工作节拍信号的方法。
现在提出一种用于监控位置测量装置的工作节拍信号的方法，其中位置测量装置包括位置检测单元、处理单元、接口单元和节拍发生器，其中
利用位置检测单元可以产生数字位置值，
适当地设计处理单元以便处理指令，该指令可以借助接口单元从后续电子件传递给处理单元，
适当地设计接口单元以便根据接口协议的规则经由至少一个接口导线与后续电子单元通信，经由接口导线可以传输接口信号，接口信号的时间上的特性通过接口协议来确定，并且
节拍发生器产生工作节拍信号，该信号用作位置检测单元的和处理单元的功能的时基。
在位置测量装置内还设置时间测量单元，工作节拍信号作为时基同样用于时间测量单元，并且为时间测量单元提供至少一个接口信号。为了验证工作节拍信号，利用时间测量单元测量至少一个接口信号的从启动事件到停止事件的时间区间。
附图说明
本发明的其他优点以及细节由下面根据附图的说明得出。在此示出：
图1a是根据本发明的位置测量装置的第一实施方式的框图，
图1b是根据本发明的位置测量装置的另一个实施方式的框图，
图2a是根据指令循环的信号图的要测量的时间区间的第一实例，
图2b是根据指令循环的信号图的要测量的时间区间的第二实例，
图3a是第一信号图，其形象地说明了为后续电子件传输测量结果，
图3b是第二信号图，其形象地说明了为后续电子件传输测量结果，
图4a是时间测量单元的第一实施方式的框图，和
图4b是时间测量单元的第二实施方式的框图。
具体实施方式
图1a示出了根据本发明的位置测量装置10的框图。位置测量装置10的中央的功能单元是位置检测单元20和处理单元30。适当地设计位置检测单元20以便产生数字的位置值。为此，位置检测单元包括例如具有测量刻度的量具、用于其扫描的扫描单元、以及用于由扫描单元的扫描信号形成数字位置值的信号处理电子件。量具和扫描单元以已知的方式布置成朝彼此相对移动的，并且机械地与机器部件连接，应当测量该机器部件的彼此位置。如果在位置测量装置10中涉及旋转传感器，利用该旋转传感器要测量电动机的轴的角位置，那么扫描单元(或者旋转传感器的壳体)例如安装在发动机壳体上，并且旋转传感器的与量具抗扭连接的轴通过轴联接器与要测量的发动机轴连接。
位置检测单元20所基于的物理扫描原理对于本发明是无关紧要的。因此其可以涉及光学的、磁性的、电容的或者感应的扫描原理。为了将扫描单元的扫描信号处理成位置值，需要处理步骤，对应于该所需的处理步骤，信号处理电子件包括功能单元，其执行处理步骤、如放大、信号校正(偏移-、振幅-、相位校正)、内插法、分配周期的计数，A/D转换器......
位置检测单元20中的位置值的产生可以连续地(循环地)或者仅根据处理单元30的要求来进行。为了向位置检测单元20传输相应的控制信号以及向处理单元30传输位置值，设置信号导线21。
在处理单元30内，可能进一步地处理位置值，以便获得输出数据。对此处理步骤如缩放、改变数据格式、校正误差......是必需的，在处理单元30中纯数字式执行该处理步骤。输出数据不仅可以是位置值，还可以是速度值或者加速度值，其在处理单元30中由多个、依次产生的位置值来算出。
现在为了能够同步位置检测单元20中的和处理单元30中的流程，并且在能够在精确的时间栅内运行这些流程，在位置测量装置10内设置节拍发生器70，其产生工作节拍信号，该信号用作时基。将工作节拍信号提供给位置检测单元20和处理单元30。
在处理单元30中布置了接口单元40，利用接口单元实现了与后续电子件100的通信。特别是实现了通过接口单元40向后续电子件100传输输出数据。接口单元40和后续电子件100之间的物理连接经由位置测量装置10中的至少一个接口导线41和接口电缆51来建立，在接口导线和接口电缆之间通常布置发送接收单元50，在位置测量装置10中大多数时作为关于质量的(单端)信号存在的要发送的信号，根据例如越来越广泛应用的RS-485标准转换成差分信号，并且由在位置测量装置10中后续电子件100所遇到的差分信号产生关于质量的信号。
替代于此的是，也可以光学地实现在接口单元40和后续电子件100之间的数据传输。在这种变体中，发送接收单元50例如设计为从电信号到光信号(并且反之亦然)的转换器单元，接口电缆51是光波导体。
只是出于完整性的考虑，位置测量装置10的电流/电压供应同样可以经由接口电缆51来实现，并且为了连接接口电缆51，在位置测量装置10上可以设置插塞连接器或者接线夹。
在接口协议中规定了如后续电子件100和位置测量装置10之间进行通信的方式和方法。在此，通常使用所谓的问答模式，即后续电子件100(主机)向位置测量装置10(从机)发送指令，其可能随有数据，位置测量装置处理该指令，并且向后续电子件100发送可能的要求的数据。指令可以是一般的写入和/或读取指令，例如用于写入或者读取处理单元30中的或者对应于处理单元30的存储器单元60中的存储单元。为了初始化位置测量并且向后续电子件100传输位置值作为初始数据，可以设置特殊的位置请求指令。
指令和数据以数据帧的形式传输，数据帧根据数据传输协议的定义而构建。下面列出数据帧的一些典型组成部分：
启动序列(前导码Preamble)
启动序列开启数据帧的传输，并且用于向从机(位置测量装置10)发送信号，使其等待指令/数据。启动序列的最简单的形式是单个的比特(Startbit)，更复杂的启动序列可以例如包括逻辑高/低电平(High-/Low-Pegel)的交替的序列，由此可以推导出数据传输率。
指令
指令向从机(位置测量装置10)发送了访问的类型，例如写入或者读取访问。指令可以具有定义了的长度，例如8比特。
接收数据
接收数据是从主机(后续电子件100)发送给从机(位置测量装置10)的数据。其还可以包括地址，地址在读取指令中显示了应该从哪个存储器地址中读取数据，或者在写入指令中由要写入的数据指出目的地址。
发送数据
发送数据是从从机(位置测量装置10)传输给主机(后续电子件100)的数据(主机(后续电子件100)通过指令所请求的)。特别地，发送数据还是在位置测量装置内所测定的测量值，例如位置值。
末端序列(结束码Postamble)
末端序列终止数据帧的传输。其可以也仅由一个比特(Stoppbit)组成，但也可以包含其他继续的数据、例如校验和(CRC)，其由数据帧的数据内容算出并且使得主机(后续电子件100)能够识别数据传输中的错误比特。
对末端序列中的校验和，附加性的或者替代的是，还可以包含接收数据的/或者发送数据的校验和。
数据帧的传输在时间栅内实现，时间栅由接口节拍信号来确定。如在开头所述的EP 0 660 209 A1中所描述的，此时接口节拍信号可以并行于数据帧的作为单独的接口信号来传输，或者也作为在数据帧中传输的数据流的一部分，如在WO 2009/149966 A1所公开的。在后一种情况下，接口节拍信号在分别接收的单元中从到达的数据流中分离(节拍恢复)，然后随后用于数据的读取和可能的发送。对此替代的是，也可以既在发送的也在接收的单元中产生接口节拍信号。在这种情况下，在数据传输开始时在接收的单元中进行所到达的数据流与接收单元的接口节拍信号的同步。
如在下面所示出的，由接口节拍信号所确定的数据传输的时间栅可以结合接口协议使用，以便产生特征值，其是位置测量装置10的工作节拍信号的稳定性的标准。
如开始所描述的，改变工作节拍信号的频率可以导致影响位置测量装置10的功能。在工作节拍信号全部中断期间，例如在节拍发生器70损坏时，造成了位置测量装置10的明显的、因而可以轻易识别的故障，工作节拍信号的频率的永久性的、偶发的或者动态的变化可能引起不一致的错误图像，该图像是难以识别的，但是其对于其中运行有位置测量装置10的机器的整体功能产生不利影响。因此，测量值、特别是位置值可能使位置测量装置10失真，这能够导致驱动调节的质量的下降。如果例如在机床中应用该位置测量装置10，那么在机器中加工的工件的表面质量可以恶化，而无法识别对此明确的原因。
在极端情况下，通过失真的测量值可能如此地影响定位过程，即由此能够导致机器的损坏或者甚至是危及操作人员。
根据本发明，现在在位置测量装置10内布置时间测量单元80，为该时间测量单元一方面提供工作节拍信号CLK，并且另一方面提供接口导线41的至少一个接口信号。利用时间测量单元80可以测量时间区间，时间区间通过在至少一个接口信号中的事件、特别是由启动事件和停止事件构成的事件来确定。典型的启动/停止事件例如是定义了的信号沿或者单一的位串，或者是二者的组合，即例如是跟随在单一的位串之后的信号沿。
在时间测量单元80内测量时间区间可以绝对地或者相对地进行，即在绝对的测量时，时间测量单元80在完成测量之后-自动地或者通过处理单元30的复位信号RES-复位。在相对的测量时，分别保留先前测量的测量值，并且在每次重新测量时添加新的时间区间。因为以这种方式在相对的测量时确保了新的测量值区别于先前的测量值，这种变体特别良好地适用于安全性很重要的应用。
将在时间测量单元80内所测量的时间区间Z提供给处理单元30，处理单元可能在处理之后(缩放、调整数据格式......)将该时间区间转发给接口单元40。在接口单元处，该时间区间可以在接口协议的框架内被传输给后续电子件100。
图1b示出了位置测量单元10的替代性实施方式的框图。结合在图1a中已经描述的实施方案，功能块有相同的参考标号。在本实施例中，处理单元30还包括比较器单元32，将所测量的时间区间Z提供给比较器单元。通过与参考值REF相比较，比较器单元32产生至少一个状态比特，其显示了所测量的时间区间与参考值REF的准确匹配情况。所述至少一个状态比特可以包括错误比特F1，其显示了所测量的时间区间Z与参考值REF的不许可的偏离，以及警告比特F2，其标志了时间区间与参考值REF的还可以容忍的偏离。为了传输给后续电子件100，将至少一个状态比特F1，F2又提供给接口单元40。
参考值REF可以固定地或者可变地存储在比较器单元32内。为此，相应地设置固定的程序存储器(ROM，OPT)或者可变存储器(EEPROM，RAM)。后者可以例如由后续电子件100经由接口连接来编程。
图2a和2b分别示出了指令循环的信号图，根据该信号图要阐述对于定义了时间区间Z的启动事件和停止事件的实例，该时间区间可由时间测量单元80测量。
相应于接口协议的规则，该协议以位置测量装置10、或者说其接口单元40与后续电子件100的通信为基础，通过启动序列(Preamble)200开启指令循环，然后跟随指令-/数据块210，其中可以包含指令和可能的从后续电子件100给位置测量装置10的接收数据，以及由位置测量装置10发送给后续电子件100的发送数据。然后跟随末端序列(Postamble)220，其将指令循环的结束信号化。
启动序列200以持续时间相同的逻辑高/低电平的有规律的序列来开始。在具有交替的低/高电平的依次连续的比特之后跟随各两个具有逻辑的低、高和低电平的比特。启动序列200的终端以及由此到指令/数据块210的过渡形成了具有逻辑高电平的比特。
末端序列220由具有逻辑低电平的比特构成，其后跟随具有逻辑高电平的比特。
接口信号在指令循环之前和之后具有持久的逻辑高电平。
图2a现在示出了时间区间Z的第一实例，利用时间测量单元80可以在所示出的指令循环的内部测量该时间区间。标志了时间区间Z的测量开始的启动事件START是接口信号的第一个上升的信号沿，该信号沿跟随在两个连续的具有逻辑低电平的比特的第一次出现之后。结束了时间测量的停止事件STOP是第一个上升的信号沿，该信号沿跟随在两个连续的具有逻辑低电平的比特的第二次出现之后。
图2b示出了指令循环内的时间区间Z的第二实例，利用时间测量单元80可以测量时间区间。标志了时间区间Z的测量开始的启动事件START与图2a中的启动事件完全相同，即是通过接口信号的第一个上升的信号沿来定义的，该信号沿跟随在两个连续的具有逻辑低电平的比特的第一次出现之后。结束了时间测量的停止事件STOP是上升的信号沿，其出现在指令循环的末端序列220中的具有逻辑低电平的比特和具有逻辑高电平的比特之间。
图3a和3b示出了指令循环的简化信号图，根据该信号图应清楚阐述了传输时间测量的结果的可行性。指令循环分别包括启动序列200、指令/数据块210和末端序列220，其中指令/数据块210由指令212和发送数据214组成，发送数据根据指令212由位置测量装置10发送给后续电子件100。如果在指令212中涉及例如位置请求指令，那么发送数据214包括位置值P。此外，发送数据214包括时间测量、或者说节拍监控的结果，即在图3a的情况中是所测量的时间区间Z的值，或者在图3b的情况中是至少一个状态比特F，其在处理单元30中通过比较所测量的时间区间Z与额定值来形成。对于至少一个状态比特F，如在对图1b的说明中已经提到的，可以涉及例如错误比特F1以及警告比特F2。因此，在图3a中所示出的信号图符合根据图1a所描述的实施方式，并且图3b的信号图符合图1b中所描述的实施方式。
明确地指出，对于时间区间Z或者至少一个状态比特F还可以是在先前的指令循环中测量/测定的数值。这特别适用于，选择在稍晚的时间点出现在指令循环中的停止事件STOP，因为此时可能还不存在最新的测量结果。在图2b的实例中，停止事件STOP甚至位于发送数据的传输之后，因此根本不可能存在最新的测量结果。
图4a示出了根据借助图1a描述的实施例的时间测量单元80的可能的设计方案的框图。其包括计数器82以及启动/停止单元84。工作节拍信号CLK作为计数信号提供给计数器82。工作节拍信号CLK因此作为计数器82的时基，并且确定了所测量的时间区间Z的分辨度。通常如下地设计这种计数器82，其计算计数信号的状态转换，即例如在上升、下降的信号沿时，或者也在计数信号的每个沿中执行一个计数步骤。在至少一个接口导线41上的接口信号形成启动/停止单元84的输入物，由启动/停止单元84来启动/停止事件的出现监控导线。如果出现启动事件，那么启动/停止单元84通过适当的控制信号启动计数器82的计数过程，在出现停止事件时，该单元再次停止计数器。将计数器82的输出物提供给处理单元30。通过可选的复位信号RES，例如对于绝对的时间测量，计数器82可以由处理单元30来复位。
图4b示出了符合图1b所说明的实施例的时间测量单元80的可能的实施方式的框图。计数器82在此作为所谓的空转(freilaufender)计数器运行。也就是说，计数器82在工作节拍信号CLK的节拍中连续计数。为了测定起始事件和停止事件之间的相应于要测量的时间区间Z的计数差，将计数器82的输出物提供给计算单元86，其既在出现启动事件时、也在出现停止事件时接受最新的计数值，并且由此算出计数差和因此算出所求的时间区间。启动事件和停止事件的出现由启动/停止单元84发送信号给计算单元86。通过使所测量的时间区间Z添加给在计算单元26内的先前的测量结果，在本实施方式中也可以实现相对的时间测量。

Claims (15)

1.一种位置测量装置(10)，所述位置测量装置包括位置检测单元(20)、处理单元(30)、接口单元(40)和节拍发生器(70)，其中
利用所述位置检测单元(20)能产生数字的位置值，
设计所述处理单元(30)以便处理指令，所述指令能借助所述接口单元(40)从后续电子件(100)传递给所述处理单元，
设计所述接口单元(40)以便根据接口协议的规则经由至少一个接口导线(41)与所述后续电子件(100)通信，经由所述接口导线能传输接口信号，所述接口信号的时间上的特性通过所述接口协议来确定，并且
所述节拍发生器(70)产生工作节拍信号(CLK)，所述工作节拍信号用作所述位置检测单元(20)的和所述处理单元(30)的功能的时基，
其特征在于，在所述位置测量装置(10)内还设置有时间测量单元(80)，所述工作节拍信号(CLK)同样作为时基用于所述时间测量单元，并且至少一个接口信号提供给所述时间测量单元，并且利用所述时间测量单元能测量所述至少一个接口信号的从启动事件(START)直到停止事件(STOP)的时间区间(Z)。
2.根据权利要求1所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所测量的所述时间区间(Z)提供给所述处理单元(30)，为了进一步的处理，所述时间区间能从所述处理单元经由所述接口单元(40)传输给所述后续电子件(100)。
3.根据权利要求1所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所测量的所述时间区间(Z)提供给所述处理单元(30)，所述处理单元(30)包括比较器单元(32)，在所述比较器单元中，通过比较所述时间区间(Z)与参考值(REF)能产生至少一个状态比特(F，F1，F2)，所述状态比特经由所述接口单元(40)能传输给所述后续电子件(100)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所述时间测量单元(80)包括计数器(82)，所述工作节拍信号(CLK)作为计数信号提供给所述计数器。
5.根据权利要求4所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所述时间测量单元(80)还包括启动/停止单元(84)，利用所述启动/停止单元，从至少一个所述接口信号中能测定所述启动事件(START)和所述停止事件(STOP)。
6.根据权利要求4所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所述计数器(82)设计使得所述计数器如下地测定所述时间区间(Z)，即所述计数器在所述启动事件(START)和所述停止事件(STOP)之间的时间内计数。
7.根据权利要求4所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所述计数器(82)能由所述处理单元(30)借助复位信号(RES)来复位。
8.根据权利要求4所述的位置测量装置(10)，其特征在于，所述计数器(82)设计为连续运行的计数器(82)，并且所述时间测量单元(80)还包括计算单元(86)，所述计算单元从在出现所述启动事件(START)时的计数值和出现所述停止事件(STOP)的时间点的计数值中计算出所述时间区间(Z)。
9.一种用于验证位置测量装置(10)的工作节拍信号(CLK)的方法，所述位置测量装置包括位置检测单元(20)、处理单元(30)、接口单元(40)和节拍发生器(70)，其中
利用所述位置检测单元(20)能产生数字的位置值，
设计所述处理单元(30)以便处理指令，所述指令能借助所述接口单元(40)从后续电子件(100)传递给所述处理单元，
设计所述接口单元(40)以便根据接口协议的规则经由至少一个接口导线(41)与后续电子单元(100)通信，经由所述接口导线能传输接口信号，所述接口信号的时间上的特性通过所述接口协议来确定，并且
所述节拍发生器(70)产生工作节拍信号(CLK)，所述工作节拍信号用作所述位置检测单元(20)的和所述处理单元(30)的功能的时基，
其特征在于，在所述位置测量装置(10)内还设置有时间测量单元(80)，所述工作节拍信号(CLK)同样作为时基用于所述时间测量单元，并且为所述时间测量单元提供至少一个接口信号，并且利用所述时间测量单元测量所述至少一个接口信号的从启动事件(START)到停止事件(STOP)的时间区间(Z)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所测量的所述时间区间(Z)提供给所述处理单元(30)，为了进一步的处理，将所述时间区间经由所述接口单元(40)传输给所述后续电子件(100)。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所测量的所述时间区间(Z)提供给所述处理单元(30)，所述处理单元(30)包括比较器单元(32)，在所述比较器单元中，通过比较所述时间区间(Z)与参考值(REF)产生至少一个状态比特(F，F1，F2)，将所述状态比特经由所述接口单元(40)传输给所述后续电子件(100)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述时间测量单元(80)包括启动/停止单元(84)，所述启动/停止单元从所述至少一个接口信号中测定所述启动事件(START)和所述停止事件(STOP)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述时间测量单元(80)还包括计数器(82)，将所述工作节拍信号(CLK)作为计数信号提供给计数器，并且由所述计数器(82)如下地测定所述时间区间(Z)，即所述计数器在所述启动事件(START)和所述停止事件(STOP)之间的时间内计数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述计数器(82)能由所述处理单元(30)借助复位信号(RES)来复位。
15.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述时间测量单元(80)包括计数器(82)，所述计数器设计为连续运行的计数器(82)，并且所述时间测量单元(80)还包括计算单元(86)，所述计算单元从在出现所述启动事件(START)时的计数值和出现所述停止事件(STOP)的时间点的计数值中算出所述时间区间(Z)。
CN201410475648.4A 2013-09-25 2014-09-17 用于检查工作节拍信号的位置测量装置和方法 Active CN104457641B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013219277.0 2013-09-25
DE102013219277.0A DE102013219277A1 (de) 2013-09-25 2013-09-25 Positionsmesseinrichtung und Verfahren zur Überprüfung eines Arbeitstaktsignals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104457641A CN104457641A (zh) 2015-03-25
CN104457641B true CN104457641B (zh) 2018-09-04

Family

ID=51022746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410475648.4A Active CN104457641B (zh) 2013-09-25 2014-09-17 用于检查工作节拍信号的位置测量装置和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9869547B2 (zh)
EP (1) EP2853862B1 (zh)
JP (1) JP6608128B2 (zh)
CN (1) CN104457641B (zh)
DE (1) DE102013219277A1 (zh)
ES (1) ES2699981T3 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3104129A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-14 Vishay MCB Industrie Positional encoder
DE102016117007A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren und System zur Verifikation einer elektrischen oder elektronischen Komponente
DE102017216666A1 (de) * 2017-09-20 2019-03-21 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Positionsmesseinrichtung
DE102018217934A1 (de) * 2018-10-19 2020-04-23 Dr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung Positionsmesseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Positionsmesseinrichtung
TWI769840B (zh) * 2021-05-28 2022-07-01 精拓科技股份有限公司 Rs-485電路與通訊系統

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102165284A (zh) * 2008-09-26 2011-08-24 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 产生用于位置测量装置的基准脉冲的装置和方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4342377B4 (de) 1993-12-13 2010-08-12 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Anordnung und Verfahren zur seriellen Datenübertragung einer Positionsmeßeinrichtung
JP3294737B2 (ja) 1994-10-13 2002-06-24 ドクトル・ヨハネス・ハイデンハイン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 位置測定装置
JP3922662B2 (ja) * 1997-09-05 2007-05-30 株式会社ティアンドデイ 測定管理装置および測定システム
DE10030357A1 (de) * 2000-06-21 2002-01-17 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren und Vorrichtung zur seriellen Datenübertragung zwischen einem Positionsmesssystem und einer Verarbeitungseinheit
DE10054070A1 (de) * 2000-10-31 2002-05-08 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Positionsmeßgerät und Verfahren zur Bestimmung einer Position
DE10162735A1 (de) * 2001-12-20 2003-07-03 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Signallaufzeit zwischen einer Positionsmesseinrichtung und einer Verarbeitungseinheit
DE102005011285A1 (de) * 2004-05-27 2005-12-15 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Koordinatenmessung
JP5035591B2 (ja) * 2006-02-23 2012-09-26 アイシン精機株式会社 端末制御システム
DE102007036542A1 (de) * 2007-08-02 2009-02-05 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmessgerät und Verfahren zur Übertragung einer Bewegungsinformation
JP5063495B2 (ja) * 2007-08-08 2012-10-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 角度検出回路
JP5104523B2 (ja) * 2008-04-30 2012-12-19 株式会社ニコン エンコーダ装置、および、シリアル通信方法
DE102008027902A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur seriellen Datenübertragung zwischen einem Positionsmessgerät und einer Steuerungseinheit
DE102008053105A1 (de) * 2008-10-24 2010-04-29 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Datenübertragung zwischen einem Positionsmessgerät und einer Folgeelektronik
JP2011035473A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Renesas Electronics Corp ボーレートエラー検出回路、ボーレートエラー検出方法
JP2011091742A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Kyocera Corp 通信装置
JP5161196B2 (ja) * 2009-12-04 2013-03-13 株式会社日立製作所 クロック異常検知システム
DE102010000962A1 (de) * 2010-01-18 2011-07-21 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Frequenzsignals
DE102011006300A1 (de) * 2011-03-29 2012-10-04 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren und Überwachungseinheit zur Überprüfung von Positionswerten
DE102011079961A1 (de) * 2011-07-28 2013-01-31 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Winkelmessung
US9453731B2 (en) * 2012-06-04 2016-09-27 Rockwell Collins Control Technologies, Inc. System and method for determining orientation relative to earth

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102165284A (zh) * 2008-09-26 2011-08-24 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 产生用于位置测量装置的基准脉冲的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9869547B2 (en) 2018-01-16
CN104457641A (zh) 2015-03-25
ES2699981T3 (es) 2019-02-13
EP2853862A1 (de) 2015-04-01
JP2015064355A (ja) 2015-04-09
DE102013219277A1 (de) 2015-03-26
US20150088450A1 (en) 2015-03-26
JP6608128B2 (ja) 2019-11-20
EP2853862B1 (de) 2018-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104457641B (zh) 用于检查工作节拍信号的位置测量装置和方法
CN104360144B (zh) 确定交流信号过零点的方法及系统
JP2014035631A5 (zh)
JP3538145B2 (ja) 位置検出装置
WO2018196498A1 (zh) 一种biss协议数据解码方法及接口系统
CN107147553B (zh) 从站波特率及帧格式的调整方法、调整装置及调整设备
JP4354650B2 (ja) 超音波飛行時間から算出された距離変動の追跡方法および追跡システム
CN110289799A (zh) 旋转变压器管理装置及其动作方法、旋转变压器系统
CN108989014B (zh) 一种宽时钟容差的单线串行半双工通信方法
RU2018109361A (ru) Способы и системы для определения местонахождения устройства для очистки полости рта
ES2804306T3 (es) Dispositivo y método para generar una señal de disparo en un equipo de medición de posición y equipo de medición de posición para ello
WO2016165091A1 (zh) 绝对值编码器信号处理装置及方法
JP2017005364A (ja) シリアル通信システムおよび通信設定方法
CN102706480A (zh) 一种指针式温度计自动读数方法
US20140153623A1 (en) Device for auto baud rate detection
JP6806167B2 (ja) 測長システム、測長器及び測長方法
ES2703142T3 (es) Dispositivo y procedimiento para comprobar una señal de reloj de trabajo de un dispositivo de medición de posición
ES2838725T3 (es) Método y dispositivo para leer un flujo de datos en serie
US20040193624A1 (en) Method for operating a position measuring device
JP2018073207A (ja) 検出データ収集装置
CN103297006A (zh) 磁电式转速信号盘齿偏差纠正方法和调理电路
EP3709036B1 (en) Test method and system for instruction time, and computer storage medium
TWI500948B (zh) 電源偵測及校正裝置與電源偵測及校正方法
KR102022795B1 (ko) 데이터 시작점 자동 측정 방법 및 시스템
US20210181730A1 (en) Robot system and control device for robot

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant