DE2656982C2 - Schaltungsanordnung zur Auswertung von Impulsfolgen eines digitalen Incrementalmeßumformers - Google Patents

Description

c) an die Amgänge (17,18) des Codewandlers (14) ist ein Vorwärts-Rückwärtszähier (15) angeschlossen, dessen Zählstand ein Maß für die Verschiebung darstellt;

d) die Verzögerungszeit der Verzögerungsstufen (12, 13) ist in Abhängigkeit von den Impulsfolgen (A, B) und der Mii.desttaktdauer des Zählers (15) auf einem Wert bemessen, der kleiner ist, als der kürzeste Zeitraum zwischen zwei Regeländerungen der den Meßspuren entnehmbaren Impulsfolgen (A, B) und größer als die ML Jesttaktdauer des dem Codewandler (14) nachgeschalteten Vorvc-j-ts-Rückwärtszählers(15).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Auswertung von Impulsfolgen eines digitalen Incrementalmeßumformers mit zwei Meßspuren gleicher Auflösung, deren Schritte zur Erzeugung von Impulsfolgen eine entsprechende Versetzung zueinander mit der Phasenverschiebung einer Viertelperiode aufweisen.

Zum Erfassen von Verschiebungen, z. B. eines beweglichen Teils gegenüber einem feststehenden Teil, ist es üblich, geteilte oder kalibrierte Maßstäbe zu benutzen. Ein Maßstab setzt sich aus mindestens einer, meist jedoch mehreren logischen Meßspuren zusammen, der von einer mit Detektoren oder Abtastelementen versehene Leseeinheit abgetastet wird. Bei Verschiebungen lassen sich somit je Meßspur eines Maßstabes jeweils eine Impulsfolge gewinnen, die anschließend in einer nachgeordneten Auswerteschaltung ausgewertet werden kann.

Die Maßstäbe eines Incrementalmeßumformers lassen sich jedoch nicht mit beliebig feiner Teilung versehen, so daß die erreichbare Meßempfindlichkeit oft als unbefriedigend angesehen wird. Zur Steigerung der Meßempfindlichkeit sind daher verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, wobei insbesondere auf das Takten der den Meßspuren entnehmbaren Impulsfolgen mit Hilfe der Impulsfolge einer Feinstspur oder eines Taktgenerators hinzuweisen ist. Obwohl die hierzu erforderliche Auswerteschaltung sehr aufwendig und teuer ist, läßt sich mit diesem bekannten Verfahren nur eine Impulsfolge mit gegenüber der Taktimpulsfolge verdoppelter Folgefrequenz erzeugen. Da die hiermit erreichbare Meßempfindlichkeit für viele Anwendungsfälle noch zu gering ist, wird dieses Verfahren noch als unbefriedigend angesehen.

Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auswerteschaltung vorzusehen, welche in der Lage ist,

die Empfindlichkeit digitaler Incrementalmeßumformer mit zwei Spuren gleicher Auflösung wesentlich zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die

ίο Kennzeichnungsnrirkmalfc des Patentanspruchs gelöst Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahme ist es möglich, die Meßempfindlichkeit eines digitalen Incrementalmeßumformers erheblich zu steigern, wobei sich gegenüber dem Verfahren des Taktens der den Meßspuren entnehmbaren Impulsfolgen der Vorteil der Verdoppelung der Meßempfindlichkeit bei gleichzeitiger erheblicher Verringerung des Aufwandes ergibt

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 zwei Meßspuren eines digitalen Incrementalgerbers,

Fig.2 ein Blockschaltbild einer Auswerteschaltung, F i g. 3 eine Impulstabelle und
F i g. 4 ein Impulsdiagramm.

Die in Fig. 1 abgebildeten Blöcke 1, Γ, 2, 2'... n, n' deuten jeweils eine Meßspur A, B eines digitalen Incrementalmeßumformers an. Jede Meßipur A, B wird durch jeweils eine alsi'feil angedeutete Leseeinheit 10, 11 abgetastet Die Schritte 1,2... η der Meßspuren A, B

so sind so gegeneinander versetzt, daß — wie das

Diagramm nach Fig.4 zeigt — die entnehmbaren Impulsfolgen A, B eine Phasenverschiebung von einer Viertelperiode gegeneinander aufweisen. Zur Auswertung der den Meßspuren A, B mit Hilfe

der Leseeinheiten 10, 11 entnehmbaren Impulsfolgen werden diese jeweils sowohl direkt als auch über je eine Verzögerungsstufe 12, 13 je einem Eingang a, b, c, d eines 4-Bit-Codewandlers 14 mit offenem Kollektor zugeleitet In den Verzögerungsstufen 12,13 werden die

■to Impulsfolgen A, B verzögert, so cj3 — wie das Diagramm nach Fig.4 zeigt — zwei weitere Impulsfolgen A', B' entstehen. Die Verzogerungszeit der Verzögerungsstufen 12, 13 ist dabei auf einen Wert bemessen, der kleiner ist als der kürzeste Zeitraum zwischen zwei Pegeländerungen der den Meßspuren A, B entnehmbaren Impulsfolgen, jedoch größer als die Mindesttaktdauer des dem Codewandler 14 nachgeschalteten Vorwärts-Rückwärtszählers 15. Von den Ausgängen des Codewandlers 14 sind zweimal je vier bestimmte Ausgänge zu je einem Sammelausgang 17,18 zusammengefaßt. Aus der Impulstabelle nach F i g. 3 ist dabei zu entnehmen, welche vier Ausgänge jeweils einen Sammelausgang 17,18 bilden.

Wie das Diagramm nach F i g. 4 zeigt, erzeugt der

Codewandler 14 in Abhängigkeit der zugeführten Impulsfolgen A, /I'bzw. B, B' Ausgangsimpulsfolgen R bzw. L, und zwar je nachdem, ob Rechtslauf (R) oder Linkslauf (L) vorliegt. Die Folgefrequenz der Impulsfolgen R, L ist im Vergleich zu den Impulsfolgen A, ßder Meßspuren vervierfacht, so daß sich durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Auswerteschaltung eine erhebliche Steigerung der Meßempfindlichkeit für einen Incrementalmeßumformer erreichen läßt.

Ein mit der Auswerteschaltung gemäß der Erfindung

ausgerüsteter Incrementalmeßumformer ist daher ohne großen Aufwand in der Lage, die gestellten Forderungen in bezug auf die Meßempfindlichkeit sehr gut zu erfüllen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltungsanordnung zur Auswertung von Impulsfolgen eines digitalen Incrementalmeßumformers mit zwei Meßspuren gleicher Auflösung, deren Schritte zur Erzeugung von Impulsfolgen eine entsprechende Versetzung zueinander mit der Phasenverschiebung einer Viertelperiode aufweisen, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

   a) Leseeinheiten (10,11) für Impulsfolgen der zwei Meßspuren (A, B) sind sowohl direkt als auch über je Verzögerungsstufe (12, 13) an je einen Eingang (a, b, c, feines 4-bit-Codewandlers (14) angeschlossen;

   b) je vier bestimmte Ausgänge des Codewandlers (14) bilden je einen Sammelausgang (17,18) für eine zählrichtungsabhängige, gegenüber den Eingangsimpulsen vervierfachte Impulsfolge (R,