DE10130307C2 - Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals - Google Patents

Method and circuit arrangement for evaluating sensor output signals

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DE10130307C2 DE2001130307 DE10130307A DE10130307C2 DE 10130307 C2 DE10130307 C2 DE 10130307C2 DE 2001130307 DE2001130307 DE 2001130307 DE 10130307 A DE10130307 A DE 10130307A DE 10130307 C2 DE10130307 C2 DE 10130307C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung von Sensorsignalen, insbesondere für die Erkennung von Weggebern, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for evaluating Sensor signals, especially for the detection of displacement sensors, according to the preamble of the main claim.

Beispielsweise ist aus der EP 0 449 037 A1 eine Messanordnung mit einem Weggeber bekannt, mit dem die Drehzahl und/oder die Drehstellung einer Scheibe inkremental über die Auswertung von mit entsprechenden Sensoren erzeugten Impulsfolgen er­ fasst werden kann.For example, EP 0 449 037 A1 is a measuring arrangement known with a displacement sensor with which the speed and / or the Rotary position of a disc incrementally via the evaluation of pulse sequences generated with appropriate sensors can be grasped.

In der Automatisierungstechnik kommt es häufig vor, dass eine Weg- und/oder Geschwindigkeitsermittlung durch die Erfassung von Weggebersignalen, z. B. für die Nockensteuerungen in ei­ ner Maschinenanlage (Motion- oder Cam-Control) oder zu einer sonstigen lagegenauen Positionierung von Antrieben, erfolgt und dabei solche an sich bekannte rotatorische Weggeber ein­ gesetzt werden. Z. B. werden hier entweder, wie beim eingangs angegebenen Stand der Technik, Inkrementalweggeber mit zwei um jeweils 90° phasenverschobenen Impulsen und einem perio­ disch je Weggeberumdrehung auftretenden Referenz- oder Null­ markensignal verwendet oder es können auch so genannte SSI- Absolutweggeber (SSI = synchron serielles Interface) Anwen­ dung finden, die einen absoluten Wert der Drehstellung per serieller Datenübertragung melden.In automation technology it often happens that a Path and / or speed determination through the detection of encoder signals, e.g. B. for the cam controls in egg machine system (motion or cam control) or to one other exact positioning of drives and in doing so use known rotary encoders be set. For example, here either, as in the beginning state of the art, incremental encoder with two by 90 ° phase-shifted impulses and a perio reference or zero occurring per revolution of the encoder brand signal used or so-called SSI Absolute encoder (SSI = synchronous serial interface) find an absolute value of the rotary position per Report serial data transmission.

Die Taktausgabe erfolgt bei den oben angeführten Beispielen immer von der technologischen Baugruppe, die die Weggeber­ signale auswertet und beispielsweise eine präzise Steuerung einer Achse oder Welle in relativ kurzen Regelzyklen ermög­ licht. Der Anschluss von inkrementellen Weggebern an diese technologische Baugruppe erfolgt in der Regel über drei Weg­ gebereingänge (z. B. A, B, N) entweder asymmetrisch mit 24 Volt-Signalen oder nach einem sonstigen festgelegten Übertragungsverfahren, z. B. nach der Norm RS422, wobei jedoch üblicherweise unterschiedliche Anschlusspins der verwendeten Steckeranordnung jeweils bei den 24 Volt- oder den RS422- Signalen verwendet werden. Der Anschluss von Absolutweggebern erfolgt dagegen über einen Dateneingang und einen Taktausgang der Baugruppe, hier jeweils auch mit einem Übertragungs­ verfahren nach RS422.The clock is output in the examples given above always from the technological assembly that is the pioneer evaluates signals and, for example, precise control an axis or shaft in relatively short control cycles light. The connection of incremental encoders to them technological assembly is usually done in three ways encoder inputs (e.g. A, B, N) either asymmetrically with 24 volt signals or according to another specified transmission method,  z. B. according to the RS422 standard, however usually different connection pins of the used Connector arrangement for the 24 volt or RS422 Signals are used. The connection of absolute encoders on the other hand takes place via a data input and a clock output the assembly, here also with a transmission proceed according to RS422.

Damit der jeweils angeschlossene Weggeber korrekt angesteuert und die Weggebersignale entsprechend ausgewertet werden kön­ nen, ist bei den üblicherweise verwendeten Systemen eine Parametrierung über die Baugruppe notwendig, wobei die Para­ meter dann vom Anwender entsprechend dem eingesetzten Weg­ gebertyp korrekt eingegeben werden müssen. Hierbei kann es jedoch vorkommen, dass die jeweils angegebenen Parameter nicht zum eingesetzten Weggeber passen und der Anwender dafür keine direkte Rückmeldung erhält, so dass die Wegerfassung nicht oder nicht korrekt funktioniert.So that the connected encoder is controlled correctly and the encoder signals can be evaluated accordingly NEN, is one in the commonly used systems Parameterization via the module is necessary, whereby the Para meter then by the user according to the route used encoder type must be entered correctly. Here it can however, the specified parameters do occur do not match the used encoder and the user for it receives no direct feedback, so the path detection not working or not working correctly.

Bisher war es also mit zum Teil erheblichem Aufwand notwen­ dig, dass der Anwender alle Parameter, die für den Einsatz seines Weggebers erforderlich sind, korrekt eingibt und die Plausibilität der Parameter zueinander bei der Erfassung und Angabe der Parameter überprüft. Die Funktion der Wegerfassung muss der Anwender dann im Betrieb der Baugruppe bzw. der da­ mit zusammenhängenden technologischen Funktion selbst prüfen. Es ist hierbei zwar möglich, dass die erwähnten technologi­ schen Funktionen der Baugruppe prinzipiell auch Überwachungs­ prozeduren für die Weggebersignale zur Verfügung stellen, je­ doch sind diese Überwachungen allerdings selbst wieder ab­ hängig vom jeweils parametrierten Weggebertyp.So far, it was necessary with considerable effort dig that the user all parameters necessary for use of his travel agent are required, correctly entered and the Plausibility of the parameters in relation to each other when recording and Specification of the parameters checked. The function of path detection the user must then operate the module or the check with related technological function yourself. It is possible that the technology mentioned The functions of the module also include monitoring provide procedures for the encoder signals, each however, these surveys have ended themselves depending on the parameterized type of encoder.

Die DE 198 50 258 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung des Typs eines angeschlossenen Impulsgebers. Die Nutzinformation (Frequenz, Zählimpulse) wird entweder nur über die steigenden Flanken oder nur über die fallenden Flanken übertragen. Der Typ des Impulsgebers wird über die zeitliche Lage der jeweils anderen Flanken (fallend oder steigend) übertragen.DE 198 50 258 A1 discloses a method for recognizing the Type of a connected pulse generator. The payload (Frequency, counts) is either only increasing Transmit edges or only over the falling edges. The  Type of pulse generator is based on the temporal position of each other edges (falling or rising).

Die DE 197 01 310 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einstellen des Modus eines an einer Auswerteeinrichtung angeschlossenen Messwertaufnehmers. Die Einstellung eines gewünschten Modus des Messwertaufnehmers erfolgt über einen ständigen Vergleich der von der Auswerteeinrichtung zum Messwertaufnehmer über­ tragenen Signale auf typische Frequenzen.DE 197 01 310 A1 describes a method for setting the Mode of one connected to an evaluation device Sensor. The setting of a desired mode of the sensor is carried out through a constant comparison from the evaluation device to the sensor carried signals on typical frequencies.

Aus der DE 196 31 425 A1 und DE 196 13 884 A1 ist jeweils ein Verfahren bekannt, mittels dessen zusätzliche Informationen von Weggebern zu einer Auswerteeinrichtung übertragen werden. Diese Zusatzinformation kann den angeschlossenen Typ des Messwertgebers beschreiben. Dazu sind geeignete Messwert­ aufnehmer und dazu entsprechend ausgebildete Auswerte­ einheiten vorgesehen.From DE 196 31 425 A1 and DE 196 13 884 A1 there is one Method known, by means of which additional information are transmitted from displacement sensors to an evaluation device. This additional information can the connected type of Describe the sensor. Suitable measurements are for this sensors and correspondingly trained evaluations units provided.

Die EP 1 102 039 A1 offenbart ein Gehäuse (Abtastkopf), in wel­ chem ein Inkrementalweggeber und ein SSI-Weggeber angeordnet sind. Die Vorteile beider Wegerfassungsarten sind in dem Ab­ tastkopf kombiniert, wobei die Weginformation als SSI-Tele­ gramm übertragbar ist.EP 1 102 039 A1 discloses a housing (scanning head) in which chem an incremental encoder and an SSI encoder arranged are. The advantages of both types of path detection are in the Ab probe combined, the route information as SSI-Tele is transferable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auswertung von Sensorsignalen der eingangs angegebenen Art dadurch fortzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine Auswertung von Sensorsignalen durchgeführt werden kann.The invention is therefore based on the object of a method for the evaluation of sensor signals of the initially specified Kind of further training that with simple means a Evaluation of sensor signals can be carried out.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.This task is carried out by the in the characterizing part of the To specified 1 measures resolved.

Für den Fall, dass ein Inkrementalweggeber erkannt wird, wird durch die Pegel an bestimmten vorgegebenen Verbindungsleitun­ gen die Art seines Übertragungsverfahrens, z. B. mit einem asymmetrischen 24 Volt-Signal oder nach der Norm RS422, er­ mittelt. Der Anwender schließt den entsprechenden Weggeber vor der Inbetriebnahme vorzugsweise über ein Standardkabel an die Baugruppe mit der Auswerteschaltung an. Es werden gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise dann keine Parameter entsprechend dem eingesetzten Weggeber erfasst, sondern es wird der tatsächlich angeschlossene Weggeber von der Bau­ gruppe in der Setup-Phase, üblicherweise bei einem System­ anlauf, selbst ermittelt.In the event that an incremental encoder is recognized by the levels at certain predetermined connecting lines conditions of the type of its transfer procedure, e.g. B. with a asymmetrical 24 volt signal or according to the RS422 standard averages. The user closes the corresponding encoder  before commissioning, preferably using a standard cable the module with the evaluation circuit. According to the invention then advantageously no parameters according to the path encoder used, but it the actually connected encoder from the construction group in the setup phase, usually with a system start-up, determined by yourself.

Voraussetzung für diese automatische Weggebererkennung ist, dass die Pegel auf den Verbindungsleitungen bei nicht an­ geschlossenen Weggebersignalen durch die Eingangsschaltung der Hardware der Auswerteschaltung in der Baugruppe fest definiert sind. Dies kann z. B. mit Differenzempfänger­ bausteinen mit Diagnoseschaltung erfolgen. Eine weitere Voraussetzung ist, dass überhaupt ein Weggeber auch ordnungs­ gemäß angeschlossen und spannungsversorgt ist.The prerequisite for this automatic position sensor recognition is that the levels on the connecting lines are not on closed encoder signals through the input circuit the hardware of the evaluation circuit in the module are defined. This can e.g. B. with differential receiver modules with diagnostic circuit. Another  The prerequisite is that a travel sensor is also in order is connected and powered.

Die zuvor beschriebene Setup-Phase kann dann bei angeschlos­ senem und spannungsversorgtem Weggeber in mehrere Schritte unterteilt werden. Zuerst erfolgt, wie zuvor erwähnt, eine Erkennung hinsichtlich des Typs Inkrementalweggeber oder Ab­ solutweggeber anhand der Eingangspegel der Weggebersignale bzw. deren weitere Diagnose. Entsprechend der nach der Norm RS422 erfassten Eingangssignale kann erkannt werden, ob es sich bei dem angeschlossenen Weggeber um einen SSI-Weggeber nur mit der Datenleitung handelt oder um einen Inkremental­ weggeber. Beim Letzteren sind nach der Norm RS422 drei Sig­ nale A, B und N an entsprechenden Steckerpins vorhanden; wenn es sich um einen Inkrementalweggeber mit 24 Volt-Signalen handelt, melden diese drei RS422-Eingänge einen Fehler, so dass auch dieser Weggebertyp leicht erkannt werden kann.The setup phase described above can then be connected senem and powered supply in several steps be divided. First, as mentioned before, there is one Recognition regarding the type of incremental encoder or Ab Solutweggeber based on the input level of the displacement sensor signals or their further diagnosis. According to the standard RS422 input signals can be detected whether there is the connected encoder is an SSI encoder only deals with the data line or is an incremental encoder. In the latter, three sig nale A, B and N available on corresponding connector pins; if it is an incremental encoder with 24 volt signals these three RS422 inputs report an error, so that this type of encoder can also be easily recognized.

Wird nach dem zuvor beschriebenen Verfahrensschritt z. B. ein SSI-Weggeber erkannt, so muss sich die entsprechend diagnos­ tizierte Datenleitung auf log. "l" befinden, da laut der Spezifikation des SSI-Protokolls log. "1" anzeigt, dass der Weggeber bereit ist. Ist dies nicht der Fall, kann von einem defekten oder nicht korrekt angeschlossenen Weggeber aus­ gegangen werden.After z. B. a SSI encoder recognized, the corresponding diagnostics data line on log. "l" are there according to the Specification of the SSI protocol log. "1" indicates that the Is ready. If this is not the case, one of defective or incorrectly connected encoder be gone.

Gemäß einem weiteren Diagnoseschritt in der Setup-Phase wird in vorteilhafter Weise die Telegrammlänge eines erkannten Absolutweggebers dadurch bestimmt, dass bei der niedrigst möglichen Übertragungsrate durch ein- oder mehrmaliges Takten eines Datentelegramms bei geringfügig veränderten Stellungen des Weggebers und unter Auswertung des Stoppbits die jeweili­ ge Länge des Datentelegramms ermittelt wird. Üblicherweise werden in den gängigen Auswerteschaltungen 13 Bit- und 25 Bit-Telegrammlängen unterstützt, so dass die Telegramm­ längen dann gegebenenfalls durch mehrmaliges Takten eines 13 Bit- bzw. 25 Bit-Telegramms ermittelt werden. Die Erkennung der Telegrammbreite erfolgt hier durch die Auswertung des Stoppbits, wobei eine Taktperiode lang nach der letzten Low-High-Flanke des Taktes die Datenleitung auf log. "0" liegen muss.According to a further diagnostic step in the setup phase advantageously the telegram length of a recognized Absolute encoder determined by the lowest possible transfer rate by clocking one or more times a data telegram for slightly changed positions the encoder and evaluating the stop bit the respective length of the data telegram is determined. Usually 13 bit and 25 bit telegram lengths supported, so the telegram then lengthen if necessary by repeatedly clocking one 13 bit or 25 bit telegram can be determined. The detection  the telegram width takes place here through the evaluation of the stop bit, one clock period after the last Low-high edge of the clock to log the data line. "0" must lie.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise mög­ lich, dass die maximal mögliche Übertragungsrate des Absolut­ weggebers, wenn dieser entsprechend dem Anwendungsfall an dem in der Baugruppe eingesetzten Kabel angeschlossen ist, da­ durch bestimmt wird, dass eine schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate durchgeführt wird und das Startbit bei Tele­ grammbeginn sowie das Stoppbit bei Telegrammende und die so genannte Monoflopzeit Tm überwacht wird. Bei der Monoflopzeit Tm handelt es sich um eine Kenngröße des SSI-Weggebers zur Steuerung des SSI-Telegramms. Im Weggeber ist üblicherweise ein Monoflop integriert, welches mit jedem Takt, d. h. der High-Low-Flanke des Taktsignals, nachgetriggert wird. Wird kein Takt mehr gesendet, läuft die Monoflopzeit ab und der Weggeber legt die Datenleitung auf log. "1", was bedeutet, dass der Weggeber wieder bereit für ein neues Datentelegramm ist. Typischerweise liegen diese Monoflopzeiten Tm bei 30-­ 40 µsec.Furthermore, it is advantageously possible according to the invention Lich that the maximum possible transmission rate of the absolute encoder if this is in accordance with the application on the cable used in the module is connected because by determining that a gradual increase in the Transfer rate is carried out and the start bit at Tele beginning of the gram and the stop bit at the end of the telegram and so on called monoflop time Tm is monitored. At the monoflop time Tm is a characteristic of the SSI encoder for Control of the SSI telegram. In the encoder is usually integrates a monoflop, which with every bar, d. H. the High-low edge of the clock signal, is retriggered. Becomes no more clock is sent, the monoflop time expires and the Weggeber puts the data line on log. "1" which means that the encoder is ready for a new data telegram is. These monoflop times Tm are typically 30- 40 µsec.

Die Gesamtschrittzahl eines erkannten Inkrementalweggebers kann dann noch auf einfache Weise dadurch bestimmt werden, dass der Weggeber mindestens einmal über den gesamten Weg­ geberbereich bewegt wird und die Zählerdifferenz zwischen dem Erkennen zweier Nullmarkensignale ermittelt wird. Bei Inkre­ mentalweggebern ist dies nur möglich, wenn auch das Null­ markensignal (Signal N bei RS422) entsprechend angeschlossen ist. Dies wird bei den RS422-Signalen im ersten Diagnose­ schritt der Setup-Phase bereits erkannt, so dass anhand der Zählerdifferenz zwischen dem Erkennen der zwei Nullmarken­ signale die Anzahl der Inkremente pro Weggeberumdrehung ein­ fach bestimmt werden kann. Dabei wird lediglich vorausge­ setzt, dass es sich um einen Inkrementalgeber mit zyklisch auftretendem Nullmarkensignal handelt. The total number of steps of a recognized incremental encoder can then be easily determined by that the path encoder at least once over the entire path encoder range is moved and the counter difference between the Detection of two zero mark signals is determined. With Incre mentally, this is only possible, even if it is zero brand signal (signal N for RS422) connected accordingly is. This is the case with the RS422 signals in the first diagnosis step of the setup phase has already been recognized, so that based on the Counter difference between the detection of the two zero marks signal the number of increments per encoder revolution subject can be determined. It is only in advance sets that it is an incremental encoder with cyclic occurring zero mark signal.  

Bei einem erkannten Absolutweggeber kann die Gesamtschritt­ zahl auf einfache Weise durch die Bestimmung des größten erkannten Weggeberwertes ermittelt werden. Bei SSI-Weggebern wird z. B. anhand des größten erkannten Weggeberwertes die Gesamtschrittzahl und die Position der Nutzsignale innerhalb des Telegramms bestimmt. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Gesamtschrittzahl des Weggebers immer eine 2er-Potenz ist und keine Sonderbits übertragen werden, d. h. vor- und nachge­ stellte Bits werden immer mit log. "0" übertragen.If an absolute encoder is detected, the overall step can be number easily by determining the largest recognized encoder value can be determined. With SSI signposts z. B. based on the largest detected displacement sensor value Total number of steps and the position of the useful signals within of the telegram is determined. It is assumed that the The total number of steps of the encoder is always a power of 2 and no special bits are transmitted, d. H. before and after put bits are always with log. Transfer "0".

Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass zur Aus­ wertung der von Standardweggebern heute zur Verfügung ge­ stellten Weggebersignale eine einfache automatische Ein­ stellung von Weggeberparametern durchgeführt werden kann. Bei vielen Positioniertechnologien (Motion Control) besteht dabei generell die Möglichkeit, den Weggeber während einer Setup- Phase mechanisch zu bewegen. Somit ist die Erkennung des Weggebertyps, z. B. SSI-Absolutweggeber mit entsprechender Telegrammlänge oder Inkrementalweggeber, immer möglich. Bei technologischen Funktionen, die keine Möglichkeit bieten, den Weggeber mechanisch zu bewegen, reduzieren sich dann aller­ dings die automatisch ermittelbaren Parameter entsprechend. Bei den erwähnten SSI-Weggebern könnte der letzte Diagnose­ schritt in der Setup-Phase, nämlich die Erkennung der Gesamt­ schrittzahl des Weggebers, auch ohne mechanisches Drehen des Weggebers erfolgen, wenn ein SSI-Weggeber nach dem Einschal­ ten seiner Versorgungsspannung für eine bestimmte Zeit oder eine bestimmte Anzahl von Telegrammen nicht den aktuellen Weggeberstand, sondern den Maximalwert übertragen würde. Dadurch wäre eindeutig die Gesamtschrittzahl und die Anord­ nung der Nutzbits im Datentelegramm erkennbar.In summary, it can be said that the Aus evaluation of those available today from standard signposts set encoder signals a simple automatic position encoder parameters can be performed. at There are many positioning technologies (motion control) generally the possibility to change the position encoder during a setup To move the phase mechanically. Thus the detection of the Type of encoder, e.g. B. SSI absolute encoder with corresponding Telegram length or incremental encoder, always possible. at technological functions that offer no possibility of Moving the encoder mechanically is then reduced However, the automatically ascertainable parameters accordingly. In the case of the SSI sensors mentioned, the last diagnosis could be made step in the setup phase, namely the detection of the total step number of the encoder, even without mechanical turning of the Displacement sensor take place if an SSI displacement sensor after switching on ten of its supply voltage for a certain time or a certain number of telegrams not the current one Position indicator, but the maximum value would be transferred. This would make the total number of steps and the arrangement clear of the useful bits can be seen in the data telegram.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen: The invention is illustrated by the in the drawing Exemplary embodiment explained. Show it:  

Fig. 1 eine Prinzipansicht eines rotatorischen Weggebers mit einer entsprechenden technologischen Baugruppe eines Automatisierungssystems und Fig. 1 is a schematic view of a rotary encoder with a corresponding technological assembly of an automation system and

Fig. 2 ein Beispiel für ein Datentelegramm eines SSI-Weg­ gebers zur Erfassung einer absoluten Wegposition. Fig. 2 shows an example of a data telegram from an SSI travel encoder for detecting an absolute route position.

Die Darstellung nach Fig. 1 soll ein Prinzip eines Weggebers zeigen, bei dem die Drehstellung einer Scheibe 1 mit einem Sensor 2 erfasst werden soll. Zur Auswertung werden die Sensorausgangssignale des Sensors 2 über Verbindungsleitungen 3 an eine entsprechende Auswerteschaltung 4 geführt. Nach einem Anschluss des Weggebers, d. h. insbesondere des Sensors 2, an die Auswerteschaltung 4 wird dann eine Setup-Phase durchgeführt, während der eine Diagnose der Spannungsverhält­ nisse an allen Verbindungsleitungen zwischen dem Sensor 2 und der Auswerteschaltung 4 hinsichtlich des Pegels und des zeit­ lichen Verlaufs des Signals vorgenommen wird. Zuerst wird die Anordnung daraufhin untersucht, ob es sich beim Sensor­ ausgangssignal um ein Signal eines Inkrementalweggebers oder um ein Datensignal eines Absolutweggebers handelt, und dann werden weitere Diagnoseschritte durchgeführt.The illustration of FIG. 1 to show a principle of a displacement transducer, wherein the rotational position of a disc 1 is to be detected with a sensor 2. For the evaluation, the sensor output signals of the sensor 2 are routed to a corresponding evaluation circuit 4 via connecting lines 3 . After connecting the displacement sensor, ie in particular the sensor 2 , to the evaluation circuit 4 , a setup phase is then carried out during which a diagnosis of the voltage conditions on all connecting lines between the sensor 2 and the evaluation circuit 4 with regard to the level and the time course of the signal is made. First, the arrangement is examined to determine whether the sensor output signal is an incremental encoder signal or an absolute encoder data signal, and then further diagnostic steps are carried out.

In Fig. 2 sind zur Erläuterung eines Diagnoseschrittes in der Setup-Phase zur Erkennung des Sensors 2, hier Erkennung der Telegrammbreite der übertragenen Daten, beispielsweise die Signale auf der Datenleitung und der Taktleitung der Verbindungsleitung 3 zwischen einem SSI-Weggeber und der Auswerteschaltung 4 im zeitlichen Verlauf bei der Übertragung eines Datentelegramms gezeigt. Oben sind hier die Taktsignale auf der Taktleitung und unten die Datensignale auf der Daten­ leitung gezeigt. Ein solches Datentelegramm gibt hier die erfassten Wegpositionen, z. B. die Stellung einer Achse oder Welle, als absoluten Wert wieder. Üblicherweise werden bei den gängigen Übertragungsverfahren (z. B. RS422) 13 Bit- und 25 Bit-Telegrammlängen unterstützt. In Fig. 2 are used to explain a diagnostic step in the setup phase for the detection of the sensor 2 , here detection of the telegram width of the transmitted data, for example the signals on the data line and the clock line of the connecting line 3 between an SSI encoder and the evaluation circuit 4 temporal course shown during the transmission of a data telegram. The clock signals on the clock line and the data signals on the data line are shown above. Such a data telegram gives the detected path positions, e.g. B. the position of an axis or shaft, again as an absolute value. 13-bit and 25-bit telegram lengths are usually supported with the common transmission methods (e.g. RS422).

Bei den Taktsignalen sind hier auszugsweise die Zeitpunkte T1 bis T4 gekennzeichnet. Für den Start der Datenübertragung ist es erforderlich, dass beim Startbit STA während der Low-High- Flanke beim Zeitpunkt T2 die Datenleitung, wie dargestellt, auf dem logischen Wert "1" liegen muss. Dann erfolgt die Übertragung des Datentelegramms, hier bei einer 25 Bit Telegrammbreite beginnend mit 224. Die Erkennung der Tele­ grammbreite erfolgt dann bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Auswertung des Stoppbits STO, wobei eine Taktperiode, hier beispielsweise 13 µsec, nach der letzten Low-High-Flanke vor dem Zeitpunkt T4 des Taktsignals bei 20 die Datenleitung auf dem logischen Wert "0" liegen muss.In the case of the clock signals, the times T1 to T4 are marked here in part. To start the data transmission, it is necessary for the start bit STA during the low-high edge at time T2 that the data line must be at the logical value "1" as shown. Then the data telegram is transmitted, here with a 25 bit telegram width starting with 2 24 . The telegram width is then detected in the exemplary embodiment shown in FIG. 2 essentially by evaluating the stop bit STO, with one clock period, here for example 13 μsec, after the last low-high edge before the time T4 of the clock signal at 2 0 the data line must be at the logical value "0".

Weiterhin kann bei einer Datenübertragung nach der Fig. 2, wenn der Weggeber an dem entsprechend dem im Produktivbetrieb der Baugruppe eingesetzten Kabel angeschlossen ist, auch durch eine schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate die maximal mögliche Übertragungsrate ermittelt werden, indem bei Telegrammbeginn das Startbit STA bzw. die Monoflopzeit Tm und bei Telegrammende das Stoppbit STO überwacht wird.Furthermore, in the case of a data transmission according to FIG. 2, if the position encoder is connected to the cable used in the productive operation of the module, the maximum possible transmission rate can also be determined by gradually increasing the transmission rate by starting bit STA or the Monoflop time Tm and the stop bit STO is monitored at the end of the telegram.

Claims (8)

1. Verfahren zur Auswertung von Sensorsignalen für die Erkennung von Weggebern, die ein Zustandssignal für einen inkrementalen Wegabschnitt und/oder eine absolute Weg­ position darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Anschluss eines Sensors (2) des Weggebers an eine Aus­ werteschaltung (4) mit dieser eine Setup-Phase durchgeführt wird, während der eine Diagnose der Spannungsverhältnisse an allen Verbindungsleitungen (3) zwischen dem Sensor (2) und der Auswerteschaltung (4) hinsichtlich der Pegel vorgenommen wird, wobei während dieser Setup-Phase die Pegel der Ver­ bindungsleitungen (3) daraufhin untersucht werden, ob es sich beim Signal des Sensors (2) um das Signal eines Inkremental­ weggebers oder um ein Datensignal eines Absolutweggebers handelt.1. A method for evaluating sensor signals for the detection of displacement sensors which represent a status signal for an incremental displacement section and / or an absolute displacement position, characterized in that after a sensor ( 2 ) of the displacement sensor has been connected to an evaluation circuit ( 4 ) with this a setup phase is carried out during which a diagnosis of the voltage conditions on all connecting lines ( 3 ) between the sensor ( 2 ) and the evaluation circuit ( 4 ) is carried out with regard to the levels, the level of the connecting lines being during this setup phase ( 3 ) are then examined to determine whether the signal from the sensor ( 2 ) is the signal of an incremental encoder or a data signal from an absolute encoder. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass ein Inkrementalweggeber erkannt wird, durch die Pegel an bestimmten vorgegebenen Verbindungsleitun­ gen die Art seines Übertragungsverfahrens (24 V, RS422) er­ mittelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that if an incremental encoder is recognized, by the levels at certain predetermined connecting lines the type of its transmission method (24 V, RS422) is averaged. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass ein SSI-Absolutweggeber erkannt wird, durch Prüfung des Pegels auf der jeweiligen Verbindungslei­ tung (3) für die Datenübertragung das Vorhandensein einer logischen "1" untersucht wird.3. The method according to claim 1, characterized in that in the event that an SSI absolute encoder is detected, by checking the level on the respective connecting line ( 3 ) for data transmission, the presence of a logical "1" is examined. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Telegrammlänge des SSI-Absolutweggebers dadurch bestimmt wird, dass bei der niedrigst möglichen Übertra­ gungsrate durch ein- oder mehrmaliges Takten eines Daten­ telegramms bei geringfügig veränderten Stellungen des Weg­ gebers unter Auswertung des Stoppbits (STO) die jeweilige Länge des Datentelegramms ermittelt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the telegram length of the SSI absolute encoder it is determined that at the lowest possible transfer rate by clocking a data one or more times telegram with slightly changed positions of the way encoder by evaluating the stop bit (STO) Length of the data telegram is determined.   5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die maximal mögliche Übertragungsrate des SSI-Absolutweggebers dadurch bestimmt wird, dass eine schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate durchgeführt wird und das Auftreten des Startbits (STA), des Stoppbits (STO) und der Monoflopzeit (Tm) überwacht wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized records that the maximum possible transmission rate of the SSI absolute encoder is determined by the fact that a the transmission rate is gradually increased and the occurrence of the start bit (STA), the stop bit (STO) and the monoflop time (Tm) is monitored. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtschrittzahl des Inkrementalweggebers dadurch bestimmt wird, dass der Weggeber mindestens einmal über den gesamten Weggeberbereich bewegt wird und die Zählerdifferenz zwischen dem Erkennen zweier Nullmarkensignale ermittelt wird.6. The method according to claim 2, characterized in that the total number of steps of the incremental encoder it is determined that the travel sensor at least once over the entire encoder area is moved and the counter difference determined between the detection of two zero mark signals becomes. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtschrittzahl des Absolut­ weggebers durch die Bestimmung des größten erkannten Weg­ geberwertes ermittelt wird.7. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized characterized that the total number of steps of the absolute by determining the largest path recognized donor value is determined. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass es sich bei den Weggebern um rotatorische oder lineare Weggeber handelt.8. The method according to any one of the preceding claims, since characterized by that it is the wayfinders are rotary or linear encoders.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449037A1 (en) * 1990-03-16 1991-10-02 PRIMA ELECTRONICS S.p.A. Position transducer
DE19701310A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-21 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Device for data transmission switching between different measurement transducer operating modes esp. for position measurement system
DE19613884A1 (en) * 1996-04-06 1997-10-09 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Method for transmitting information and device suitable therefor
DE19631425A1 (en) * 1996-08-06 1998-02-12 Wolf & Beck Gmbh Dr Identification method for interchangeable accessories of machines tools
DE19850258A1 (en) * 1998-10-31 2000-05-11 Daimler Chrysler Ag Signal evaluation for identifying types of equipment, involves evaluating pulse width and/or pulse space mark ratio of signal from equipment or from equipment parameter sensor
EP1102039A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-23 HERA Rotterdam B.V. Incremental and absolute detector head with full signal processing ( photo ASIC, ASIC )

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449037A1 (en) * 1990-03-16 1991-10-02 PRIMA ELECTRONICS S.p.A. Position transducer
DE19701310A1 (en) * 1996-02-16 1997-08-21 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Device for data transmission switching between different measurement transducer operating modes esp. for position measurement system
DE19613884A1 (en) * 1996-04-06 1997-10-09 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Method for transmitting information and device suitable therefor
DE19631425A1 (en) * 1996-08-06 1998-02-12 Wolf & Beck Gmbh Dr Identification method for interchangeable accessories of machines tools
DE19850258A1 (en) * 1998-10-31 2000-05-11 Daimler Chrysler Ag Signal evaluation for identifying types of equipment, involves evaluating pulse width and/or pulse space mark ratio of signal from equipment or from equipment parameter sensor
EP1102039A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-23 HERA Rotterdam B.V. Incremental and absolute detector head with full signal processing ( photo ASIC, ASIC )

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