DE10123292A1 - Sensorsystem - Google Patents
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- 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
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Abstract
Es wird ein Sensorsystem beschrieben, bei dem ein digitaler Absolutwert der jeweiligen Position eines feststehenden Teils (Stators) gegenüber einem relativ dazu bewegbaren Teil (Rotor) gebildet wird, der seriell zu einer Auswerteschaltung übertragen wird, wobei die Übertragung des seriellen Absolutwerts jeweils durch ein externes Signal eingeleitet wird. DOLLAR A Zur Erhöhung der Auflösung des Gebers wird sensorseitig jeweils die Änderung des Absolutwerts erfasst und es wird jeweils ausgehend vom Zeitpunkt der Änderung eine Feinstinterpolation vorgenommen. Schließlich wird aufgrund der Abfrage durch das externe Signal der Absolutwert durch das aufgelaufene Feinstinterpolationsergebnis ergänzt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An
spruchs 1. Dabei soll die Erfindung zur Messung von Wegen und zur Messung von
Winkeln verwendbar sein.
Hierbei soll es offen bleiben, wie der digitale Absolutwert im Geber ermittelt wird. Er
kann z. B. so ermittelt werden, wie es in der Schweizer Patentanmeldung 02105/99
beschrieben ist. Dort beinhaltet die Winkel- und/oder Wegmessvorrichtung einen
Abtastkopf mit mindestens einem Sensor zur Ermittlung von Absolutwerten von Win
keln und/oder Wegen und mindestens einem Sensor zur Ermittlung von zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Absolutwerten liegenden Inkrementalwerten von Winkeln
und/oder Wegen. Im Abtastkopf befinden sich Mittel zur Bildung eines Gesamtabso
lutwerts aus einem von mindestens einem Sensor ermittelten Absolutwert und eines
von mindestens einem Sensor ermittelten Inkrementalwert und zur Bereitstellung
dieses Gesamtabsolutwerts in Binär/-Digitalform.
Dort wird also der vom Messsystem erfasste Absolutwert mit dem getrennt, zwischen
zwei Werten des erfassten Absolutwerts, ermittelten Feinwert unmittelbar in die Ge
berelektronik zusammengefasst und zusammen als Gesamtabsolutwert in Binär-
/Digitalform zur Geberausgabe im gesamten Betriebsbereich bereitgestellt. Damit
erfolgt die gesamte Signalverarbeitung im Abtastkopf, so dass die aufwendige Si
gnalübertragung (Kabel, Abschirmungen, usw.) wesentlich vereinfacht wird und vor
allem die aufwendige Peripherie-Elektronik (AD-Wandler, Sample- und Hold-
Bausteine, Rechner usw.) entfallen kann.
In der genannten Patentanmeldung sind Zusammenhänge zwischen höchster Mess
geschwindigkeit und Auflösung beschrieben, die aufzeigen, dass die im Anwen
dungseinsatz (z. B. Motoren von 0 bis 6000 U/min bzw. Verstellgeschwindigkeiten
von bis zu 10 m/sec) zu realisierenden Geberauflösungen oberhalb 18 Bit an Sy
stemgrenzen stoßen. Für den Fall höher gewünschter Auflösungen von z. B. 20 Bit
und mehr wird empfohlen, zusätzlich die 12Bit-SIN-/COS-Signale (Analogwerte) vom
Geber an die Auswertung zu übertragen, um extern die Feinstauflösung von z. B.
10 Bit vorzunehmen. Mit allen damit einhergehenden Zusatzaufwendungen an Schal
tungsmaßnahmen, Bauteilen, Störempfindlichkeiten und vor allem mit der problema
tischen Gebergenauigkeit ergibt dies eine Auflösung der Winkel-/Wegabschnitte von
annähernd 22 Bit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messsystem anzugeben, das eine Er
höhung der Gebergenauigkeit erlaubt, ohne die oben genannten Nachteile in Kauf
nehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die hohe Wegauflösung wird dort benötigt, wo präzise Stellbewegungen möglichst
schnell in eine Position gefahren und die Lage auch bei Lastschwankungen, bzw.
Störkräften steif beibehalten werden soll. Die anspruchsvollen Servosteuerungen
arbeiten mit Zykluszeiten (Zeit zwischen zwei Regel-/Stellmaßnahmen am Antrieb)
bis hinunter zu ca. 50 µsec. Nimmt man als Beispiel eine Welle von ca. 40∅ mm und
eine Absolutgeberauflösung von 17 Bit, so entspricht ein Auflösungsschritt ca. 1 µm.
Damit wird in der Zyklusszeit von 50 µsec höchstens der 1 µm-Schritt erfasst, was ei
ner Beschleunigung von
a = 2s/t2 = 2 µm/(502.µm2) = (2.106)/2500
a = (2/2,5).103 = 800 m/sec2 ≈ 80 g
entspricht. Dies will man jedoch in Bereiche von g = 10 m/sec2 herabsetzen, so dass höhere Auflösungen von über 22 Bit gefragt sind. Besonders erschwerend ist bei sol chen Auflösungen, dass beim Stand der Technik das bestehende und verrauschte Analogsignal (SIN-/COS-Signal) für den Weg einmal differenziert werden muss, um die benötigte Geschwindigkeit für den Regler zu erhalten. Das Ausmaß der Problem stellung wird ersichtlich, wenn man die üblichen 1VSS-SIN-/COS-Signale mit einer 12- Bit-AD-Wandlung (z. B. um von einer 10-Bit-Inkrement-Grundauflösung auf die 22- Bit-Gesamtauflösung zu kommen) heranziehen und in rauhen Industriebedingungen Spannungen von einigen 1/10 mV verarbeiten muss.
a = 2s/t2 = 2 µm/(502.µm2) = (2.106)/2500
a = (2/2,5).103 = 800 m/sec2 ≈ 80 g
entspricht. Dies will man jedoch in Bereiche von g = 10 m/sec2 herabsetzen, so dass höhere Auflösungen von über 22 Bit gefragt sind. Besonders erschwerend ist bei sol chen Auflösungen, dass beim Stand der Technik das bestehende und verrauschte Analogsignal (SIN-/COS-Signal) für den Weg einmal differenziert werden muss, um die benötigte Geschwindigkeit für den Regler zu erhalten. Das Ausmaß der Problem stellung wird ersichtlich, wenn man die üblichen 1VSS-SIN-/COS-Signale mit einer 12- Bit-AD-Wandlung (z. B. um von einer 10-Bit-Inkrement-Grundauflösung auf die 22- Bit-Gesamtauflösung zu kommen) heranziehen und in rauhen Industriebedingungen Spannungen von einigen 1/10 mV verarbeiten muss.
Die zugrundeliegende Erfindung vermeidet die analoge Signalverarbeitung über
störbehaftete Kabelstrecken und aufwendige, sowie problembehaftete Analogwand
lungen in der Auswerteschaltung. Vielmehr werden nur digitale Signale herangezo
gen, die präzise und störungsfrei in den ohnehin auf digitaler Basis arbeitenden
Rechnersteuerungen zu verarbeiten sind.
Begünstigt wird dieses Vorgehen durch die z. B. bei Inkrementalgebern bekannte
und offensichtliche Tatsache, dass die Teilungsgenauigkeit viel höher ist, als die
durch den Teilschritt vorgegebene Auflösung. Auch sind die Wiederholungsgenauig
keiten der Sensorwerte um ein Vielfaches höher. In der Praxis werden bei Präzisi
onsgebern 30- bis 100-fach genauere Werte erreicht, als es die Auflösung und erst
recht die erzielbaren Absolutgenauigkeiten vorgeben. Dies liegt daran, dass die
Maßstabsscheiben - z. B. bei optischen Gebern - durch hochgenaue Lithographie
prozesse erstellt werden. Diese Geräte dienen zur Maskenherstellung für Halbleiter
und reichen in ihrer Präzision bis an einige Nanometer heran. Damit sind die auf in
krementeller Basis arbeitenden und synchronisierten Sensorsysteme - z. B. gemäß
dem Schweizer Patent Nr. 02 105/99 - prädestiniert, viel höhere Auflösungen zu be
werkstelligen.
Besonders geeignet sind hierzu auch Auswertesysteme, die über mehrere Inkre
mente hinweg in Mittelwertbildung die Lage der Inkremente erfassen. Damit werden
im Sensormesssystem selbst die Nulldurchgänge der SIN/COS-Signale äußert präzi
se erfasst und können somit für die höheren Auflösungen weiterbildend herangezo
gen werden. Ein so gestaltetes Sensorsystem kann z. B. über seine höchst genaue
Inkrementteilung von z. B. 12 Bit ebenfalls bitweise von 12 bis 15 Bit (Nulldurchgän
ge und Schnittpunkte von SIN-/COS-Signalen sind besonders genau dabei erfass
bar) für höchstmögliche Auflösungsschritte für die erfinderische Ausgestaltung be
sonders vorteilhaft herangezogen werden.
Bei der Erfindung z. B. wird aus einem den Absolutwert bildenden Zählerstand an
definierter Binärstelle (z. B. 12 Bit) die Wertänderung als digitale Signalausgabe
(z. B. 1 = High-Pegel, 0 = Low-Pegel) vom Winkel- bzw. Wegsensor herausgeführt.
Damit kann der Sensor selbst, bzw. die externe Steuerung - oder auch beide ge
meinsam - auf eine entsprechend sehr präzise Bitfolge, z. B. 12 Bit, zurückgreifen
und über eine Weginterpolation zwischen den sich abwechselnd bildenden Flanken
des Signals die sehr hochauflösende Wegerfassung, sowie Geschwindigkeitsermitt
lung bewerkstelligen.
Ein Geber mit 12 Bit Inkrementauflösung für die zu bildenden Absolutwerte, hat prak
tikable Teilungsschritte von 20 µm bis 30 µm. Der Signalabstand zweier Flanken ergibt
genau den Weg dieser Teilungsstrecke und kann über eine Oszillator-Frequenz von
z. B. 30 bis 50 MHz (100 MHz) und einen Zähler feinst aufgelöst in Zeit ermittelt wer
den.
Die Geschwindigkeit ergibt sich v = s/t.
Bei konstanter Geschwindigkeit v = Konst. = K,
ergibt sich K.t = s und die Teilstrecke Δs = K.Δt = K.(1/fOszill).Δz.
fOszill = Oszillator-Frequenz
z = Zählabstand von einer zur anderen Signalflanke (bei gegebener fOszill.)
Δz = z1 - z2; Δzmin = 1
ergibt sich K.t = s und die Teilstrecke Δs = K.Δt = K.(1/fOszill).Δz.
fOszill = Oszillator-Frequenz
z = Zählabstand von einer zur anderen Signalflanke (bei gegebener fOszill.)
Δz = z1 - z2; Δzmin = 1
Geht man z. B. von der 12-Bit-Signalfolge mit einem Abstand von 30 µm aus und ei
nem Oszillator von 50 MHz, so ergeben sich für tZyklus = 50 µsec Zykluszeiten bei:
- 1. v = Verstellgeschwindigkeit der Wegstrecke ≦ 10 m/sec
f12-Bit ≈ 300 kHz (Übertragungsfrequenz der 12-Bit-Signalausgabe)
t12-bit ≈ 3 µsec
zmax ≈ 3 µsec/20 nsec = 150 ≅ 7 Bit
Δs ≈ 200 nm = 0,2 µm
a ≈ 2Δs /tZyklus = 0,4/(2500.106) = 160 m/sec2 = 16 g
Relative Gesamtauflösung: 12 Bit + 7 Bit = 19 Bit - 2. v = 1 m/sec:
f12-Bit ≈ 30 kHz
t12-Bit ≈ 30 µsec
zmax ≈ 30/20 = 1500 ≧ 10 Bit
Δs = 20 nm = 0,02 µm
a ≈ 2Δs /tZyklus = 0,04/(2500.106) = 16 m/sec2 = 1,6 g
Relative Gesamtauflösung: 12 Bit + 10 Bit = 22 Bit - 3. v = 0,1 m/sec:
f12-Bit ≈ 3 kHz
t12-Bit ≈ 300 µsec
Da tZyklus < 300 µsec, so muss bei Beibehaltung der tZyklus = 50 µsec
f15-Bit = 24 kHz,
t15-Bit = 40µsec
gewählt werden.
zmax ≈ 40 µsec/20.103 nsec = 2000 = 11 Bit
Δs ≈ 4 µm/(2.103) = 2 nm = 0,002 µm
a = 2Δs/tZyklus = (0,004/2500).106 = 4/2,5 = 1,6 m/sec2 = 0,16 g
Relative Gesamtauflösung = 15 Bit + 11 Bit = 26 Bit
Diese hohe Auflösung für die relative Weg- und Geschwindigkeitserfassung braucht
jedoch den Bezug zum Absolutwert der Strecke bzw. des Winkels. Da die Absolut
wertbildung in Sensoren des z. B. Schweizer Patents Nr. 02 105/99 unter Echtzeit
bedingungen erfolgt, (kleiner 10nsec-Streubreite), lassen sich nach der erfinderi
schen Ausgestaltung der Absolutsignalerfassung sehr präzise Absolutgenauigkeiten
von der oben aufgeführten relativen Gesamtauflösung erreichen. Im Sensor selbst
erfolgt die synchrone Einleitung der Feinstwertbildung einfach mittels der Interpolati
on zwischen den jeweils gewählten und sich ändernden Werten der Absolutwert-
Stellwerte (z. B. von 12 bis 17, bzw. 18 Bit). Die externe Feinstwertbildung (Interpola
tion) geschieht durch die synchrone Einleitung der seriellen Abfrage mittels der Takt
flanken der seriellen Schnittstelle SSI mit einer der herausgeführten 12-Bit-
Signalflanken durch die externe Steuerung. Dieser vom Sensor herausgeführte z. B.
12-Bit-Wert (bis 17; 18-Bit) wird mit einer Genauigkeit erfasst, die sich absolut im Be
reich bis hinab zu 10 nm bewegt. Bei Präzisionsgebern mit ca. 40∅-
Maßstabsscheiben und 12-Bit-Teilung ergibt das Genauigkeiten, die sicher oberhalb
von 22 Bit liegen.
Damit sind mit den so gestalteten Gebern und Abfragen, sowie digitaler Interpolation
im Sensor bzw. in der Steuerung auch Absolutgenauigkeiten erreichbar, die über den
Nenn-Absolutwert-Ausgaben des Messgebers (z. B. durch SSI-Ausgabe) liegen. So
lange die z. B. 12-Bit-Signalfolge (bzw. 13-, 14-, 15 bis 17-18 Bit) herangezogen
werden kann, sind markant höhere Absolutwerte, bzw. Auflösungen erreichbar, die
über den Nenn-Absolutwerten der bisher realisierten Echtzeit-Messwertgebern von
z. B. 17/18 Bit liegen. Bei praktikablen Verfahrgeschwindigkeiten werden somit sehr
hohe Auflösungen erreicht, die über 22 Bit liegen und sich sehr einfach, kostengün
stig, sowie störunempfindliche realisieren lassen.
Bei der sensorinternen Interpolation können sehr einfach die zweckmäßigen Abso
lutwert-Stellen von 12- bis z. B. 17/18 Bit zur Interpolation der Feinstwerte ermittelt
werden, in dem die Geschwindigkeiten der permanent erfassten Weg-/Winkel
strecken herangezogen werden. Dabei sind zweckmäßigerweise die höherwertigen
Auflösungsschritte bei entsprechend niederen Geschwindigkeiten - z. B. 17-/18 Bit
bei nahezu Stillstand - zu wählen.
Bei externer Feinstinterpolation kann in besonders einfacher und Kabel/Stecker spa
render Ausführung die Signalausgabe über die Datenleitung der seriellen Schnitt
stelle ausgegeben werden. Während dem seriellen Datenverkehr ist die Signalaus
gabe dann gesperrt und wird sofort wieder aktiviert, wenn der Datenübertragungs
prozess abgeschlossen ist.
Bei Stillstand und der sich innerhalb der z. B. 12- bis 15-Bit-Signalfolge (bzw. 17-
/18 Bit) befindlichen Position, kommt nur die tatsächlich vom Sensor verarbeitete
Auflösung und Genauigkeit zum Tragen und bestimmt somit den Fangbereich der
absolut zu erzielenden Position unter allen Grenzbedingungen. Die Nennauflösung
der Sensoren hat diesem Umstand Rechnung zu tragen.
Die bisher in der Praxis angewandten Regelsysteme im Stillstand nutzen auch die
bei Bewegung vorteilhafte Geschwindigkeitserfassung. Es kann daher vorteilhaft
sein, als Inkrementalsignal z. B. die höchst auflösende Bitstelle herauszuführen, um
im Fangbereich der absoluten Position die Geschwindigkeit zu ermitteln und der Re
geleinrichtung zur Verfügung zu stellen. Bei einem 17-/18 Bit-Absolutgeber und einer
Welle von 40∅ mm sind bei ca. 0,5 µm um die Wegstrecke und die Beschleunigungs
bewegung durch Last-/Störgrößen mit einigen g sehr gut innerhalb von 50 µsec Re
gelzyklus und Auflösungsgrenze erfassbar.
Mit der beschriebenen Interpolation und sich ergebenden Geschwindigkeitsänderun
gen mit ca. v ≦ 0,02 m/sec, sind die Positionen äußert feinfühlig innerhalb der gege
benen Nenn-Auflösungsgrenzen mit relativen Auflösungen um bis zu drei Größen
ordnungen höher, d. h. statt 17/18 Bit mit 27 bis 28 Bit zu halten. Bei interner Interpo
lation im Sensor kann daher der Feinstwert mit dem Gesamtabsolutwert zum höher
aufgelösten neuen Absolutwert verarbeitet und über die SSI-Schnittstelle übertragen
werden. Es ist aber auch möglich und zweckmäßig, den Gesamtabsolutwert von
17/18 Bit durch den jeweils ermittelten Feinstwert zu ergänzen und separat den Wert
beim Datenabruf über SSI zu übertragen.
Bei externer Feinstwertbildung ist es aber nicht immer ausreichend, den Gesamtab
solutwert von 17/18 Bit mit der vom Absolutwert abgeleiteten Signalausgabe z. B.
von 12 bis 15 Bit (17/18 Bit) allein zur Regelung durch die Steuerung zu verknüpfen.
Für solche Fälle der Regelungen bei kleinsten Geschwindigkeiten und z. B. be
grenzter Möglichkeiten der schnellen Absolutwertübertragung, bzw. Abfrage der
Messwerte, ist es zweckmäßig, zusätzlich zum Inkrementalsignal die Bewegungs
richtung des Sensors (vor/rück, bzw. links/rechts) als Signal herauszuführen und der
Steuerung zur Verfügung zu steifen. Auch ist es zweckmäßig, wenn die Auflösung
des Inkrementalsignals von z. B. 12 bis 17/18 Bit (bei einem 17/18-Bit-Absolutgeber)
programmierbar ist, bzw. frei wählbar geändert und situationsbedingt von der exter
nen Steuerung abrufbar ist. Damit trägt man auch den unterschiedlichen Stell-
Bewegungsgeschwindigkeiten Rechnung, die die hohe Auflösung des Inkrementalsi
gnals bis 17/18 Bit nur bei sehr langsamen Bewegungen bis zum Stillstand benötigen
und somit die Übertragungsfrequenzen unproblematisch niedrig halten.
Da sich in der Regel Absolut-Positionen in der überwiegenden industriellen Anwen
dung annähernd im µ-Bereich bewegen, sind preisgünstige Nenn-Absolutwertgeber
auch nur für diese Auflösungsbereiche zu konzipieren und die gefragten höheren
Auflösungen für bewegte Vorgänge mit den nach den Ansprüchen zu realisierenden
Vorgaben zu bewerkstelligen. Damit erreicht man im Vergleich zu bestehenden
Ausführungen preiswerte Sensoren und einfache Steuerungen für sehr anspruchs
volle Regelaufgaben.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrie
ben.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Absolutwertgeber bezeichnet. Der jeweils gerade festgestellte
und in digitaler Form vorliegende Positionswert, bzw. die Winkel-, bzw. Wegstrecke
wird bei einem über eine Leitung 2 von der Auswerteschaltung 3 übertragenen Takt
signal über eine Datenleitung 4 seriell übertragen. Diese Übertragung kann in be
kannter Weise über die sogenannte serielle Schnittstelle SSI erfolgen.
Parallel dazu wird über die Leitungen 5 zum Zeitpunkt jeder Änderung des digitalen
Messwerts des Gebers 1 ein Signal (Flanke) und die Richtungsangabe links/rechts
übertragen, das die Interpolation in der Auswerteschaltung 3 auslöst, z. B. die Impul
se eines Generators einem Zähler zuführt, dessen Zählergebnis gegebenenfalls un
ter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Rotors gegenüber dem Stator, die re
lative Stellung des Rotors zum Stator zwischen zwei benachbarten digitalen Mess
werten angibt. Mit diesem Ergebnis kann das digitale, über die Leitung 4 übertragene
Messergebnis ergänzt, bzw. verfeinert werden.
Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, dass nur ein Leitungspaar 2', 4' zwi
schen dem Geber 1 und der Auswerteschaltung 3 vorgesehen ist. Hier erfolgt wie in
Fig. 1 die Abfrage über Leitung 2' und die Übertragung des abgefragten Digitalwerts
über Leitung 4'. Hier wird das die Änderung des Digitalwerts signalisierende Signal
auch über die Leitungen 4' übertragen, wobei diese Übertragung bei einer Abfrage
über Taktleitung 2' und der danach erfolgenden seriellen Übertragung ausgesetzt,
bzw. gesperrt wird.
In Fig. 3 wird im Geber 10 auch die Interpolation vorgenommen. Der vom Geber er
mittelte Grob- und Feinwert steht hier in einem Register 11 zur Verfügung. Kommt es
zu einer Änderung des Werts, z. B. an der letzten Stelle, so wird dies in einem Block
12 erkannt und damit die Feinstinterpolation in einem Block 13 ausgelöst. Der Block
13 enthält z. B. einen Zähler, der durch das Signal des Blocks 12 ausgelöst die Im
pulse eines Oszillators 14 zählt.
Zweckmäßig ist es im Sensor die Geschwindigkeit des Messobjektes zu erfassen,
die bekanntlich aus der zurückgelegten Wegstrecke pro Zeiteinheit - also Änderung
des Absolutwertes pro Zeit - für den Sensor normiert ermittelt werden kann, was hier
nicht näher ausgeführt wird. Die so in Block 15 ermittelte Geschwindigkeit wird zur
Auswahl des Stellwertes aus dem Gesamtabsolutwert (in 11, Grob- und Feinwert) im
Block 12 herangezogen, so dass mit kleiner werdenden Geschwindigkeiten die höhe
ren Auflösungswerte zum Tragen kommen. Damit erreicht man die höchstmöglichen
Feinstauflösugen zwischen zwei Messzeiträumen (Zykluszeiten) und damit einherge
hend auch die maximale Gesamtauflösung des Sensorsystems.
Im Falle des Abrufs des augenblicklichen Gesamtabsolutwerts werden die Ergebnis
se des Registers 11 und des Blocks 13 in einem Block 16 entsprechend zusammen
gesetzt, der entweder dann eine getrennte Übertragung der beiden Ergebnisse zur
Auswerteschaltung 20 veranlasst, oder aber einen Gesamtabsolutwert mit einer er
höhten Bitzahl bildet und diesen zur Auswerteschaltung 20 überträgt. Der Auswahl
modus kann fest programmiert sein oder parametrierbar ausgeführt sein, so dass
situationsbedingt von der Steuerung die gewünschten Messwerte abrufbar sind.
Claims (12)
1. Sensorsystem, bei dem ein digitaler Absolutwert der jeweiligen Position eines
feststehenden Teils (Stators) eines Gebers (1) gegenüber einem relativ dazu
bewegbaren Teil (Rotor) gebildet wird, der seriell zu einer Auswerteschaltung
(3) übertragen wird, wobei die Übertragung des Absolutwerts jeweils durch ein
externes Signal eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass sensorseitig je
weils die Änderung des Absolutwerts erfasst wird, dass jeweils ausgehend vom
Zeitpunkt der Änderung eine Feinstinterpolation mit wählbarer Absolutauflösung
erfolgt und dass bei Abfrage durch das externe Signal der Absolutwert durch
das aufgelaufene Feinstinterpolationsergebnis ergänzt wird.
2. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feinst
interpolation die aus der Änderung des Absolutwerts abgeleitete Geschwindig
keit berücksichtigt wird.
3. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Zeitpunkt der Änderung zur Auswerteschaltung (3) über eine separate Leitung
(5) als Signalausgabe weitergegeben wird und dass die Feinstinterpolation in
der Auswerteschaltung (3) erfolgt.
4. Sensorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Weitergabe
des Zeitpunkts über die Leitung (4') für die serielle Übertragung des Absolut
werts erfolgt.
5. Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Feinstinterpolation sensorseitig erfolgt (Fig. 3).
6. Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolut
wert durch das Feinstinterpolationsergebnis vor der Übertragung ergänzt wird.
7. Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolut
wert und das Feinstinterpolationsergebnis nacheinander übertragen und der
Absolutwert danach ergänzt wird.
8) Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Absolutwert aus einer abgetasteten Absolutspur des Rotors und einer
Interpolation des dazwischen liegenden Wegs/Winkels gebildet ist.
9. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass bei Verwendung eines den Absolutwert wiedergebenden Registers (11)
die Änderung einer wählbaren Registerstelle den Zeitpunkt der Änderung be
stimmt.
10. Sensorsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanke des
die Registerstelle ändernden Signals den Zeitpunkt bestimmt.
11. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
dass ab dem Zeitpunkt der Änderung ein Zähler (13) die Impulse eines Genera
tors (14) zählt.
12. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
dass sensorseitig die Bewegungsrichtung des Rotors des Gebers (1) ermittelt
und über eine separate Leitung (L/R) ausgegeben wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10123292A DE10123292B4 (de) | 2001-05-13 | 2001-05-13 | Sensorsystem |
US10/116,541 US6667696B2 (en) | 2001-05-13 | 2002-04-04 | Sensor system for measuring angles and positions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10123292A DE10123292B4 (de) | 2001-05-13 | 2001-05-13 | Sensorsystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10123292A1 true DE10123292A1 (de) | 2002-11-14 |
DE10123292B4 DE10123292B4 (de) | 2010-07-22 |
Family
ID=7684659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10123292A Expired - Fee Related DE10123292B4 (de) | 2001-05-13 | 2001-05-13 | Sensorsystem |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6667696B2 (de) |
DE (1) | DE10123292B4 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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