DD291146A5

DD291146A5 - METHOD FOR FORMING SINE-RELATED SENSOR SIGNALS OF A POSITIONING MEASUREMENT SYSTEM HIGH RESOLUTION

Info

Publication number: DD291146A5
Application number: DD33644389A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Schleicher; Joachim Tschuck; Klaus Spring; Hans Fonfara
Original assignee: Fz Des Werkzeugmaschinenbaues Chemnitz,De; Veb Carl Zeiss Jena,De
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1991-06-20

Abstract

Verfahren zur Umformung sinusaehnlicher Sensorsignale eines Positionsmeszsystems hoher Aufloesung fuer grosze Verfahrgeschwindigkeit. Durch versetzte Maszstabteilungsabtastung werden aus mehreren Sensorsignalen in zugeordneten Modulationszweigen mit einer Teilerschaltung diskrete Teilsignale gebildet, die taktweise von Abgriffschaltern in Abhaengigkeit einer Traegerfrequenz aktiv geschaltet und durch Addition ein treppenfoermiges, einem sinusfoermigen Verlauf angenaeherten Produktsignal mit dem Sensorsignal abhaengiger Amplitude und vom Traegersignal abhaengiger Frequenz erzeugt wird. Zur besseren Annaeherung des Produktsignals an die Sinusform sind hohe Approximationsschrittzahlen erforderlich, die ohne Erhoehung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter dadurch erreicht werden, dasz wenige Teilsignale mehrfach parallel von Abgriffschaltern mehrerer Schalteinrichtungen aktiv geschaltet werden. Dabei wird taktgesteuert und taktweise versetzt die Konfiguration der in allen Schalteinrichtungen angeschalteten geaendert.{Positionsmeszsystem; versetzte Maszstabteilungsabtastung; Modulationszweig; Teilerschaltung; diskrete Teilsignale; taktgesteuerte Abgriffschalter; treppenfoermige Produktsignale; angenaeherter Sinusverlauf}Method for reshaping sine-wave-like sensor signals of a high-resolution position-measuring system for a large traversing speed. By staggered Maszstabteilungsabtastenteil discrete partial signals are formed from a plurality of sensor signals in associated modulation branches with a divider circuit, which is cyclically activated by tap-offs in response to a Traegerfrequenz and addition of a staircase, a sinusoidal waveform approaching product signal with the sensor signal dependent amplitude and frequency dependent on the carrier signal frequency is generated , For a better approximation of the product signal to the sine wave form, high approximation step numbers are required, which are achieved without increasing the switching frequency of the tapping switches by switching a few sub-signals several times in parallel by tapping switches of a plurality of switching devices. In this case, clock-wise and intermittently offset the configuration of the switched in all switching devices changed. {Positionssmeszsystem; offset metric divisional sampling; Modulation branch; Divider circuit; discrete subsignals; clock-controlled tap-off switches; staircase-shaped product signals; near sine wave}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung sinusähnlicher Sensorsignale eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung für große Verfahrgeschwindigkeit, wobei mit versetzter Maßstabteilungsabtastung mehrere Sensorsignale abgenommen und aus ihnen in zugeordneten Modulationszweigen mit einer Teilechaltung diskrete Teilsignale gebildet werden, die taktweiso von Abgriffschaltern in Abhängigkeit einer Trägerfrequenz aktiv geschaltet werden und durch Addition ein treppenförmiges einem sinusförmigen Verlauf angenähertes Produktsignal mit vom Sonsorsignal abhängiger Amplitude und vom Trägersignal abhängiger Frequenz erzeugt wird. Die in den Modulationszweigen gebildeten Produktsignale werden zu einem Positionssignal zusammengefaßt, dessen Phasenwinkel bezogen zum Trägersignal die Position abbildet.The invention relates to a method for reshaping sine-like sensor signals of a position measuring system of high resolution for high traversing speed, wherein with offset graduation scanning a plurality of sensor signals are removed and formed from them in associated modulation branches with a subcircuit discrete sub-signals which are clockwise switched by Abgriffschaltern depending on a carrier frequency and active is generated by addition of a step-shaped a sinusoidal waveform approximated product signal with the Sonsorsignal dependent amplitude and the carrier signal dependent frequency. The product signals formed in the modulation branches are combined to form a position signal whose phase angle relative to the carrier signal images the position.

Characteristic of the known state of the art

Aus der DD-PS 246615 ist eine Schaltungsanordnung zur phasenmodulierten Umformung von Sensorsignalen, insbesondere von Sinus/Kosinus-Rastermaßstababtastsignalen in ein Wegmeßsignal bekannt. Es sind dafür zwei Modulationszweige vorgesehen, wobei in jedem dieser eine Abtast- und Sensorsignalerzeugungsschaltung sowie ein Produktbildner enthalten sind. Die Ausgangssignale der Modulationszweige werden zu einem phasenmodulierten Signal addiert, dessen Phasenwinkel die Wegstelle des Rastermaßstabes abbildet.From DD-PS 246615 a circuit arrangement for the phase-modulated conversion of sensor signals, in particular of sine / cosine Rastermaßstababtastsignalen in a Wegmeßsignal is known. There are provided for this purpose two modulation branches, wherein in each of these a scanning and sensor signal generating circuit and a product generator are included. The output signals of the modulation branches are added to a phase-modulated signal whose phase angle maps the path of the grid scale.

Die Produktbildnerschaltung umfaßt eine Hüllkurvenschaltung, eine Signalteilerschaltung, Abgriffschalter einschließlich einer Aktivierungsschaltung für die Abgriffschaltung sowie einen Summator mit nachgeschaltetem Filterglied. Das sinusförmige Signalprodukt wird dabei mit einer festen driftfreien Phasenlage zum vom Systemtakt abgeleiteten Trägersignal erzeugt, was für eine genaue absolute Positionsermittlung mittels Meßwertinterpolation in der Maßstabteilungsperiode erforderlich ist. Durch eine Erhöhung der Anzahl der Sensorteilsignale wird das zu erzeugende sinusförmige Produktsignal ausreichend stetig aus der Trägersignalwelle und dem Sensorsignal approximiert. Aus dem treppenförmig verlaufenden Signal wird durch die nachgeschalteten Filter ein verbessertes stetiger verlaufendes Näherungssignal erreicht. Dieses verbesserte, stetige Näherungssignal ist die Voraussetzung dafür, daß die nachfolgende Meßwertinterpolation mit einem hohen Interpolationsfaktor realisiert werden kann. Jede Filterschaltung führt aber ihrerseits, je größer ihre Wirkung ist, zu Phasenfehlern, die temperatur- und frequenzabhängig unterschiedlich groß sind und dadurch schwer korrigierbare Wegmeßfehler hervorrufen. Die Erhöhung der Meßauflösung durch Anwendung eines erhöhtenThe Produktbildnerschaltung includes an envelope circuit, a signal divider circuit, tap switch including an activation circuit for the tap circuit and a summer with a downstream filter element. The sinusoidal signal product is thereby generated with a fixed drift-free phase to the system clock-derived carrier signal, which is required for a precise absolute position determination by Meßwertinterpolation in the graduation period. By increasing the number of sensor part signals, the sinusoidal product signal to be generated is sufficiently steadily approximated from the carrier signal wave and the sensor signal. From the stepped signal, an improved steady-state approximation signal is achieved by the downstream filter. This improved, steady approximation signal is the prerequisite for the subsequent Meßwertinterpolation can be realized with a high interpolation factor. Each filter circuit, however, in turn, the greater their effect, leads to phase errors that are different in temperature and frequency depending on the size and thus cause difficult to correct Wegmeßfehler. Increasing the measurement resolution by using an increased

Interpolationsfaktors ohne dominierende zusätzliche Filterglieder kann aber nur dann zum Erfolg führen, wenn bereits die Produktsignale wesentlich besser an die Sinusform approximiert werden. Die Erhöhung der Schrittzahl für die Approximation erfordert, sofern die Meßdynamik nicht verschlechtert werden soll, daß die Schaltfrequenz der Abgriffschalter um den gleichen Faktor wie die Approximationsschrittzahl erhöht werden muß.Interpolation factor without dominant additional filter elements can only lead to success if the product signals are already much better approximated to the sinusoidal shape. The increase of the step number for the approximation requires, unless the measurement dynamics are to be degraded, that the switching frequency of the tap switch must be increased by the same factor as the approximation step number.

Diesem Lösungsweg sind bisher mit Erreichen der Grenzschaltfrequenz der Abgriffschalter Grenzen gesetzt.This approach has so far set limits when reaching the limit switching frequency of the tap switch.

Andererseits ist ei bekanntermaßen möglich, die Wogauflösung bei gleichbleibendem Interpolationsfaktor durch Verkleinerung der Maßstabteilungsperiode zu erhöhen. Das führt bei der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit des Meßobjektes zu einem vergrößerten Frequenzhub des phasonmodulierten Positionsmeßsignals. Daraus resultiert die Forderung nach einer höheren Trägersignalfrequenz, um den relativen Frequenzhub für die zulässige maximale Bowegungsgeschwindigkeit konstant halten zu können. Per Erzeugung einer höheren Trägersignalfrequenz sind aber dadurch Grenzen gesetzt, daß die Bedingung einer driftfreien Phasenlage der zum Systomtakt nur auf quasi digitaler Basis realisierbar ist und insbesondere die dafür erfordernden Abgriffschalter (Signalschalter) an die Grenze ihrer Schaltfrequenz kommen.On the other hand, it is known that it is possible to increase the Wogresolution with a constant interpolation factor by reducing the scale-up period. This leads to an increased frequency deviation of the phase-modulated position measurement signal at the maximum movement speed of the measurement object. This results in the requirement for a higher carrier signal frequency in order to keep constant the relative frequency deviation for the permissible maximum Bowge speed. By generating a higher carrier signal frequency but are limited by the fact that the condition of a drift-free phase position for Systomtakt can only be realized on a quasi-digital basis and in particular the tap switch (signal switch) requiring it come to the limit of their switching frequency.

Mit dem bekannten Stand der Technik (DD 246615) läßt sich deshalb bei hohen Genauigkeitsanforderungen, wie z. B.With the known prior art (DD 246615) can therefore be at high accuracy requirements, such. B.

Meßmaschinen mit einer Wegauflösung von 0,1 Mikrometer, nur eine Bewegungsgeschwindigkeit von etwa 2 bis 3 Meter pro Minute erreichen.Measuring machines with a path resolution of 0.1 microns, only reach a movement speed of about 2 to 3 meters per minute.

Wegauflösungen von 0,1 Mikrometer und Bewegungsgeschwindigkeit von 15 Meter pro Minute, wie dies für Bahnsteuerungen moderner Werkzeugmaschinen gefordert wird, lassen sich mit den bekannten Steuerungen im durchgängigen Echtzeitbetrieb nicht realisieren.Path resolutions of 0.1 micrometers and a movement speed of 15 meters per minute, as required for the path control of modern machine tools, can not be realized with the known controllers in continuous real-time operation.

Zur Überwindung der von den bekannten technischen Mitteln erreichten Grenze hinsichtlich einer hohen Meßauflösung bei gleichzeitig hoher Verfahrgeschwindigkeit des Meßobjekts wurden bisher nur Lösungswege gefunden, die die Verarbeitung der anlaufenden Meßsignale geschwindigkeitsabhängig mit unterschiedlichem Verarbeitungsmode vornehmen, d.h. den Verarbeitungsmode wechseln und erst nach Reduzierung der maximalen Verfahrgeschwindigkeit mit der Meßsignalverarbeitung in den hochauflösenden Mode zurückkehren.In order to overcome the limit reached by the known technical means with regard to a high measuring resolution with simultaneously high traversing speed of the test object, only solution approaches have been found which make the processing of the incoming measuring signals dependent on the speed with different processing mode, i. Change the processing mode and return to the high-resolution mode after reducing the maximum traversing speed with the Meßsignalverarbeitung.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat die phasenmodulierende Umformung sinusähnlicher Sensorsignale eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung für hohe Verfahrgeschwindigkeiten des Meßobjekts zum Ziel. Außerdem sollen keine temperatur- und geschwindigkeitsabhängigen Positionsmeßfehler entstehen.The object of the invention is the phase modulating conversion of sine-like sensor signals of a high-resolution position measuring system for high speeds of movement of the object to be measured. In addition, no temperature and speed-dependent position measuring errors should arise.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Umformung von sinusähnlichen Sensorsignalen eines Positionsmeßsystems hoher Auflösung, welches aus mit versetzter Maßstabteilungsabtastung abgenommenen mehreren Sensorsignalen in zugeordneten Modulationszweigen diskrete Teilsignale bildet, die taktweise von Abgriffschaltern aktiv geschaltet werden, so weiterzubilden, daß trotz unveränderter Schaltfrequenz der Abgriffschalter das treppenförmlge, dem Sinusverlauf angenäherte Prodrktsignal aus der Trägersignalwelle und dem Sensorsignal im Echtzeitbetrieb sowohl mit einer erhöhten Approximationsschrittiahl bei gleichbleibender Trägurfrequenz und reduzierten Filtermaßnahmen als auch mit erhöhter Trägerfrequenz bei un eränderter Approximationsschrittzahl ohne verstärkte Filtermaßnahmen approximiert werden soll.The invention has the object of providing a method for reshaping of sinusoidal sensor signals of a position measuring system high resolution, which forms discrete partial signals taken with staggered scale division scanning multiple sensor signals in associated modulation branches discrete part signals are cyclically activated by Abgriffschaltern so educate that despite unchanged switching frequency of Abgriffschalter the staircase, the sinusoidal approximated Prodrktignal from the carrier signal wave and the sensor signal in real time operation is to be approximated both with an increased Approximationsschrittiahl at constant carrier frequency and reduced filtering measures as well as increased carrier frequency un un changed rate of change without reinforced filter measures.

Die Anwendung eines hochauflösenden Positionsmeßsystems soll durchgängig hin zur Meßbarkeit von mit hohen Geschwindigkeiten bewegten Meßobjekten erweitert werden.The application of a high-resolution position measuring system should be extended continuously to the measurability of moving at high speeds DUTs.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes durch die Teilerschaltung gebildete Teilsignal mehrfach parallel von Abgriffschaltern mehrerer Schalteinrichtungen aktiv geschaltet wird, in denen jeweils mit Bezug zur Trägerfrequenz taktgesteuert und taktweise versetzt nacheinander die Konfiguration der in allen Schalteinrichtungen angeschalteten Abgriffschalter geändert wird.According to the invention, this object is achieved in that each part signal formed by the divider circuit is repeatedly activated in parallel by Abgriffschaltern several switching devices in each of which with reference to the carrier frequency clocked and cyclically offset successively the configuration of the connected in all switching tap switch is changed.

Dazu wird jeweils in einer Schalteinrichtung ein einzelner Abgriffschalter abgeschaltet und gleichzeitig ein benachbartes Teilsignal aktiv schaltender Abgriffschalter zugeschaltet. Dabei wird stets eine konstante Anzahl von Abgriffschaltern angeschaltet, deren aktiv geschalteten Teilsignale zum Produktsignal des Modulationszweiges addiert werden. Vorzugsweise werden die Teilsignale der Teilerschaltung in einer vom jeweils anliegenden positiven zum negativen Maximalspannungspegel gegebenen Reihenfolge wechselweise in aufsteigender und abfallender Folge aktiv geschaltet. Jedes Teilsignal kann von dem jeweilig zugehörigen Abgriffschalter in einer Verfahrensvariante abwechselnd in vor· und rückwärtiger Reihenfolge aktiv geschultet werden.For this purpose, a single tap switch is switched off in each case in a switching device and at the same time an adjacent partial signal actively switching tap switch is switched on. In this case, a constant number of tap switches is always turned on, the actively switched part signals are added to the product signal of the modulation branch. Preferably, the sub-signals of the divider circuit are switched to be active alternately in ascending and descending order in a given from the respective positive to negative maximum voltage level sequence. Each partial signal can be actively trained by the respective associated tap switch in a process variant alternately in front and backward order.

In einer anderen Verfahronsvariante wird jedesTeilsignal von zwei jeweils zugehörigen Abgriffschaltern aktiv geschaltet, indem die einen Abgriffschalter in aufsteigender Reihenfolge der Teilsignale und die anderen Abgriff schalter in abfallender Reihenfolge der Teilsignale angeschaltet werden und die Abgriffschalter zyklisch umlaufend angesteuert werden.In another Verfahronsvariante each Teilsignal is actively switched by two respective Abgriffschaltern by the one tap switch in ascending order of the sub-signals and the other tap switches are turned on in descending order of the sub-signals and the tap switches are cyclically driven circumferentially.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Position eines Maßstabes wird von mindestens zwei versetzt angeordneten Zweigsensoreinheiten abgetastet. Diese liefern positionsunabhängige direkte und inverse Sensorsignale. Sind beispielsweise drei Sensoreinheiten, bezogen auf eine Maßstabteilungsperiode, gleich zueinander versetzt angeordnet, entstehen jeweils drei entsprechende direkte und inverse Sensorsignale. Jedes Sensorsignal bildet zunächst nur die absolute Position innerhalb seines abgetasteten Teils der Maßstabteilungsperiode ab und liefert somit noch keine Information bezüglich der Bewegungsrichtung. Es erfolgt deshalb die Verarbeitung mehrerer Zweigsensorsignale in ihren zugeordneten Modulationszweigen. Jedem Modulationszweig wird eineThe position of a scale is scanned by at least two staggered branch sensor units. These provide position-independent direct and inverse sensor signals. If, for example, three sensor units, with respect to a graduation period, are arranged equidistantly to one another, in each case three corresponding direct and inverse sensor signals are produced. Each sensor signal initially only reflects the absolute position within its sampled part of the graduation period and thus does not provide any information regarding the direction of movement. Therefore, there is the processing of a plurality of branch sensor signals in their associated modulation branches. Each modulation branch becomes a

Trägerschwingung direkt oder indirekt zugeleitet, die gleiche Frequenz haben, aber zueinander phasenverschoben sind. Ein Addierglied faßt die Ausgangssignale der Modulationszweige zusammen und stellt an seinem Ausgang ein quasi oberwellenfrelee phasenmoduliertes Positionsmeßsignal zur Verfügung.Carrier vibration directly or indirectly fed, have the same frequency, but are mutually out of phase. An adder summarizes the output signals of the modulation branches and provides at its output a quasi oberwellenfrelee phase-modulated Positionsmeßsignal available.

Die direkten und invers verlaufenden Sensorsignale jeder Sensoreinheit werden von einer Teilerschaltung abgegriffen, d. h. die Sensoreinheit speist jeweils die Torschaltung, welche im einfachsten Falle einer Realisierung mit nur passiven Elementen aus mehreren die Teilsignale bildenden Teilerwiderständen besteht.The direct and inverse sensor signals of each sensor unit are tapped by a divider circuit, i. H. in each case the sensor unit feeds the gate circuit, which in the simplest case consists of a realization with only passive elements consisting of several divider resistors forming the partial signals.

Diese in der Teilerschaltung erzeugten diskreten Teilsignale werden von zugehörigen Abgriffschaltern aktiv geschaltet und zum Produktsignal des Modulationszweiges addiert. Dazu werden die Abgriffschalter in bezug zu dem Trägersignal aktiviert, welches im Modulationszweig aus dem zugeleiteten Systemtakt für die Trägerschwingung gebildet wird. Mit Bezug zum Trägersignal werden taktweise jeweils mehrere bestimmte Abgriffschalter angesteuert. Das sinusförmige Trägerfrequenzsignal des Modulationszweiges wird dadurch mittels einer treppenförmigen Kurve approximiert. Üio Approximation gelingt um so besser, je mehr durch die Abgriffschalter funktionsgerechte Teilsignale vorgesehen werden. Bei einer entsprechend hohen Approximationsschrittzahl von beispielsweise 32 entsteht bereits ein praktisch gut verwertbares Näherungssignal. Unter Beibehaltung der Trägerfrequenz kann dabei die Filterschaltung (Bandpaß, Tiefpaß, Integrierglied) auf ein Minimum reduziert werden.These discrete partial signals generated in the divider circuit are actively switched by associated tap switches and added to the product signal of the modulation branch. For this purpose, the tap switches are activated with respect to the carrier signal, which is formed in the modulation branch from the supplied system clock for the carrier oscillation. With reference to the carrier signal, a plurality of specific tap switches are cyclically triggered in each case. The sinusoidal carrier frequency signal of the modulation branch is thereby approximated by means of a stepped curve. Üio approximation succeeds the better, the more the taps switch functionally correct partial signals are provided. With a correspondingly high approximation step number of, for example, 32, a practically usable approximation signal already arises. While maintaining the carrier frequency while the filter circuit (bandpass, low-pass filter, integrator) can be reduced to a minimum.

Die hohe Approximationsschrittzahl wird aus wenigen Teilspannungen (wenig Spannungsteilwiderständen) unter Beibehaltung der Schaltfrequenz der Abgriffschalter dadurch erreicht, daß von in mehreren Schalteinrichtungen liegenden Abgriff schaltern jede durch die Teilerst haltung gebildete Teilsignalspannung gleichzeitig aktiv geschaltet wird und als Summenspannung das Produktsignal des Modulationszweiges bildet. Mit jeder mit Bezug zur Trägerfrequenz taktweise ausgelösten neuen Aktivierung wird lediglich ein Abgriffschalter in einer der Schalteinrichtungen auf das benachbarte Teilsignal weitergeschaltet. Die Abgriffschalter jeder Schalteinrichtung werden jeweils um einen Takt versetzt angesteuert, so daß Teilsignalspannungen aus den Schalteinrichtungen entweder die gleiche oder dio jeweils benachbarte Teilsignalspannung in die Summenspannung einbringen.The high Approximationsschrittzahl is from a few sub-voltages (low voltage resistors) while maintaining the switching frequency of the tap switch achieved by switches lying in several switching devices tap each formed by the Teilerst attitude sub-signal voltage is simultaneously activated and forms as a sum voltage, the product signal of the modulation branch. With each new activation activated cyclically with reference to the carrier frequency, only one tap switch in one of the switching devices is forwarded to the adjacent partial signal. The tap-off switches of each switching device are each driven offset by one clock, so that partial signal voltages from the switching devices introduce either the same or the respectively adjacent partial signal voltage into the sum voltage.

Der Abgriff der von den Sensorsignalen gebildeten Teilsignale über die Teilerschaltur>g kann dabei in unterschiedlicher Weise erfolgen. So können nach einem spezifischen Verfahrensmerkmal die Teilsignale der Teilerschaltung wechselweise in aufsteigender und abfallender Folge aktiv geschaltet werden, d. h. die durchgeschalteten Teilsignalspannungen pendeln zwischen dem positiven und dem negativen Maximalspannungspegel. Die Abgriffschalter jeder Schalteinrichtung werden in der Reihenfolge, wie sie durch die aneinander geschalteten Teilerwiderstände der Teilerschaltung gegeben sind, vom positiven bis zum negativen Maximalspannungspegel in Vorwärtsreihenfolge und anschließend mit dem negativen Maximalspannungspegel beginnend in rückwärtiger Reihenfolge angeschaltet. Dies geschieht analog auch mit den Abgriffschaltern der weiteren Schalteinrichtungen, die jeweils nur um einen Takt zeitversetzt angesteuert werden.The tapping of the partial signals formed by the sensor signals via the divider circuit can take place in different ways. Thus, according to a specific process feature, the sub-signals of the divider circuit can be alternately switched active in ascending and descending order, i. H. the switched-part signal voltages oscillate between the positive and the negative maximum voltage level. The tap-off switches of each switching device are turned on in the order given by the connected divider resistors of the divider circuit, from the positive to the negative maximum voltage levels in forward order, and then with the negative maximum voltage level starting in reverse order. This is analogous to the tap switches of the other switching devices, which are each controlled by a clock offset in time.

Die Teilsignale können aber auch verfahrensgemäß in der Art aktiv geschaltet werden, daß eine ringförmige Anschaltung entsteht, die zyklisch umläuft. Jedes Teilsignal ist hierbei in jeder Schalteinrichtung von zwei Abgriffschaltern aktiv schaltbar, d. h. die ersten den Teilsignalen zugeordneten Abgriffschalter werden in aufsteigender Reihenfolge der Teilsignale angeschaltet und anschließend werden die zweiten den Teilsignalen zugeordneten Abgriffschalter in abfallender Reihenfolge der Teilsignale angeschaltet. Sind beispielsweise 8 abzugreifende Teilsignale und zwei Schalteinrichtungen vorhanden, in denen jeweils 16 Abgriffschalter zyklisch umlaufend (ringförmig) angesteuert werden, wird jeder Abgriffschalter nur mit jedem 32. Takt geschaltet. Dabei werden die Abgriffschalter der Schalteinrichtungen nur um jeweils einen Takt versetzt angeschaltet, so daß die angeschalteten Abgriffschalter der einzelnen Schalteinrichtungen entweder gleiche oder benachbarte Teilsignale in die Summenspannung einbringen.However, the partial signals can also be actively switched in accordance with the method in such a way that an annular connection is produced which circulates cyclically. Each sub-signal is in this case in each switching device of two tap switches actively switchable, d. H. the first taps switches associated with the sub-signals are turned on in ascending order of the sub-signals, and then the second taps associated with the sub-signals are turned on in the descending order of the sub-signals. If, for example, 8 partial signals to be picked up and two switching devices are present, in each of which 16 tapping switches are cyclically circulating (ring-shaped), each tapping switch is switched only every 32nd cycle. In this case, the tap switches of the switching devices are switched only offset by one clock in each case, so that the switched tap switch the individual switching devices introduce either the same or adjacent partial signals in the sum voltage.

Mit der Erhöhung der Anzahl der die Abgriffschalter enthaltenden Schalteinrichtungen wird der Zeitabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aktivierungen eines jeden Abgriffschalters in einer Schalteinrichtung um den gleichen Faktor erhöht. Mit beispielsweise drei Schalteinrichtungen ist es somit möglich, eine verdreifachte Trägerfrequenz bei unveränderter Approximationsschrittzahl oder aber bei gleicher Trägerfrequenz eine verdreifachte Approximationsschrittzahl zu realisieren. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in überraschenderweise eine verbesserte Approximation bei beliebig erhöhter Approximationsschrittzahl erreicht; ohne daß jeweils eine spezielle, für die Schrittzahl zugeschnittene Spannungsteilerschaltung, in der erforderlichen Präzisionsausführung, benötigt wird. Dies bedeutet, daß mit einer einfachen Spannungsteilerschaltung jeder vorgegebene Anwendungsfall von der einfachen 4schrittigen Approximation bis zu einer solchen mit einer hohen Approximationsschrittzahl von beispielsweise 256 realisiert werden kann und darüber hinaus die Filterschaltung auf ein Minimum reduziert wird.With the increase in the number of switching devices containing the tap-off switch, the time interval between two successive activations of each tap-off switch in a switching device is increased by the same factor. With, for example, three switching devices, it is thus possible to realize a tripled carrier frequency with an unchanged approximation step number or at the same carrier frequency a tripled approximation step number. The method according to the invention surprisingly achieves an improved approximation with an arbitrarily increased approximation step number; without in each case a special, tailored for the number of steps voltage divider circuit, in the required precision execution, is needed. This means that with a simple voltage divider circuit each predetermined application can be realized from the simple 4-step approximation up to one with a high approximation step number of 256, for example, and furthermore the filter circuit is reduced to a minimum.

Die Aufgabe der Erhöhung der Meßdynamik ohne Erhöhung der Grenzschaltfrequenz der Abgriffschalter ist damit gelöst, wobei in überraschenderweise keine Verkopplung zu den die Meßgenauigkeit beeinflussenden Faktoren eintritt.The task of increasing the measurement dynamics without increasing the limit switching frequency of the tap switch is thus solved, wherein surprisingly no coupling to the measuring accuracy influencing factors occurs.

Claims

1. A method for reshaping sine-like sensor signals of a high resolution Positlonsineßsystems for high process speed, with offset scaling sampling a plurality of sensor signals are removed and formed from them in associated modulation branches with a divide discrete sub-signals are cyclically activated by tap-offs in response to a carrier frequency and by addition a step-shaped product signal approximating a sinusoidal waveform is produced with amplitude dependent on the sensor signal and frequency dependent on the carrier signal, the product signals formed in the modulation branches being combined to form a position signal whose phase angle represents the position relative to the carrier signal, characterized in that each is represented by the divider circuit formed sub-signal is repeatedly activated in parallel by tap switches multiple switching devices active, in each of which m With respect to the carrier frequency, it is cyclically and cyclically offset one after another by changing the configuration of the tap-changers connected in each switching device by switching off a single tap-off switch in a switching device and simultaneously switching a tapping switch actively switching an adjacent partial signal, always switching on a constant number of tap-off switches; whose actively switched partial signals are added to the product signal of the modulation branch.

2. The method according to claim 1, characterized in that the partial signals of the divider circuit are switched to active in a given by the respective positive to the negative maximum voltage level sequence alternately in ascending and descending order.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that each sub-signal is switched by the respectively associated tap switch alternately in forward and rückwäitiger order.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that each sub-signal is actively switched by two respectively associated Abgriffschaltern by the one tap switch in ascending order of the sub-signals and the other tap switches are switched in descending order of the sub-signals, the tap switches cyclically be controlled