DE3129741A1

DE3129741A1 - Shaft angular position encoder calibration

Info

Publication number: DE3129741A1
Application number: DE19813129741
Authority: DE
Inventors: Jerry Milton North Little Rock Ark. Hill; Joel Thomas Little Rock Ark. Lipe
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1982-03-18
Anticipated expiration: 2001-07-29
Also published as: DE3129741C3; DE3129741C2

Abstract

The method is for calibrating a shaft encoder, which provides an indication of the angular position of a shaft, and involves the use of stored sine and cosine values as used in a wheel balancing system. Angular position data containing a reference indication and information about the increasing angular value are stored in an RAM associated with a processor. As the shaft is turned, angular position data is reproduced from the memory and the angle values monitored and compared with the stored values. It is determined whether a define number of angle values occurs between each reference value and whether the values occur in a defined sequence for a partic. direction of shaft rotation. The stored data is updated using the current information.

Description

Verfahren zur Eichung eines WellenkodierersMethod for calibrating a shaft encoder

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Eichung eines Wellenkodierers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for calibrating a shaft encoder according to the preamble of claim 1.

In einer am 11. Januar 1'980 in den USA angemeldeten Patentanmeldung mit der US Serial Nr. 111 159 ist ein Radausgleichsapparat beschrieben. Der Radausgleicher erzeugt eine Messung der Unwucht in einem rotierenden Körper und löst die Unwucht in einer oder zwei auf der Drehachse des Körpers senkrecht stehenden Ebenen auf.In a US patent application filed on January 11, 1980 U.S. Serial No. 111,159 describes a wheel balancer. The wheel balancer creates a measurement of the imbalance in a rotating body and solves the imbalance in one or two planes perpendicular to the axis of rotation of the body.

An eine rotierende Welle, an welcher der sich drehende Körper befestigt ist, ist mechanisch ein Meßgeber gekoppelt, der ein elektrisches Signal erzeugt, welches die am Meßgeber wirkende periodische Kraft anzeigt, die in dem Körper während der Rotation durch die Unwucht erzeugt wird. Das elektrische Signal wird vom Meßgeber auf einen Analog-/Digitalwandler gegeben, der ein digitales Wort ausgibt, welches der augenblicklichen Größe derperiodischen Kraft entspricht.To a rotating shaft to which the rotating body is attached is, a transducer is mechanically coupled, which generates an electrical signal, which indicates the periodic force acting on the transducer, which is generated in the body during rotation by the unbalance. The electric The signal is sent from the encoder to an analog / digital converter, which is a digital Word that corresponds to the momentary magnitude of the periodic force.

Das System weist eine Steuerung für den Analog-/ Digitalwandler auf, derart, daß die Digitalwörter während jeder Umdrehung der rotierenden Welle bei einer vorbestimmten Anzahl von Winkelstellungen abgetastet werden. Es ist auch ein Speicher vorgesehen, in dem mehrere digitale Quantitäten abgespeichert sind, die den Sinus und den Kosinus repräsentieren und von denen jede einem oder mehreren der vorbestimmten Winkelstellungen entspricht. In der Zeit, in der die Welle jede der Winkelstellungen durchläuft, operiert die Steuerung auf jedem der Digitalwörter in Ubereinstimmung mit den entsprechenden, den Sinus und Kosinus repräsentierenden Quantitäten, um dabei modifizierte Quantitäten abzuleiten, die den Sinus und den Kosinus als Faktoren aufweisen; Die Sinus-und Kosinusfaktoren aufweisenden Quantitäten werden innerhalb einer Ausführungsdauer erhalten, die auf die geeignete Auswahl der gespeicherten, den Sinus-und den Kosinus repräsentierenden digitalen Quantitäten zurückgeführt oder abgeleitet wird. Das System summiert die während der Exkursion durch jede der Winkelstellungen erhaltenen modifizierten Quantitäten, so daß Daten erzeugt werden, auf denen die Größe der Unwucht und deren winkelmäßige Lage bestimmt werden kann.The system has a control for the analog / digital converter, such that the digital words occur during each revolution of the rotating shaft a predetermined number of angular positions are scanned. It is also a Memory provided in which several digital quantities are stored that represent the sine and the cosine and each of which represents one or more corresponds to the predetermined angular positions. In the time when the wave each going through angular positions, the controller operates on each of the digital words in agreement with the corresponding ones representing the sine and cosine Quantities, in order to derive modified quantities, the sine and the Have cosines as factors; The quantities comprising sine and cosine factors are obtained within an execution time based on the appropriate selection of the stored digital quantities representing the sine and cosine returned or derived. The system adds up those during the excursion modified quantities obtained by each of the angular positions so that data are generated, on which the size of the unbalance and its angular position is determined can be.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Eichung eines Wellenkodierers der eingangs genannten Art anzugeben.The object of the invention is to provide a method for calibrating a Specify shaft encoder of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the claim 1 specified features solved.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Preferred and advantageous embodiments of the invention go from the subclaims.

In Zusammenfassung bezieht sich die Erfindung auf eine Methode zum Testen der Arbeitsweise eines Wellenkodierers, der Information ausgibt, welche die Winkelstellung einer drehbar in einem Rahmen befestigten Welle ausgibt. Die Welle wird von einem Motor angetrieben. Zur Überwachung der Kodiererausgabe, zur Steuerung des Motors und zur Erzeugung von Signalen, die einer Anzeigeeinrichtung zugeführt werden, die Anzeigen bezüglich der Kodiererausgabe erzeugt, ist ein Prozessor vorgesehen. Mit dem Prozessor ist ein Speicher mit Zugriff vorgesehen, der so arbeitet, daß er die Information über die Winkelposition bei Befehlen des Prozessors speichert, wobei eine derartige Information sowohl eine Bezugsanzeige als auch eine Anzeige zunehmender Winkelwerte - enthält. Bei der Methode wird die Welle gedreht und vorher gespeicherte Kodiererausgaben aus dem Speicher wieder herausgeholt.In summary, the invention relates to a method for Testing the operation of a shaft encoder that outputs information indicating the Outputs angular position of a rotatably mounted shaft in a frame. The wave is driven by a motor. For monitoring the encoder output, for control of the motor and for generating signals which are fed to a display device which generate indications relating to the encoder output, a processor is provided. Accessible memory is provided with the processor which operates to it stores the information about the angular position when the processor commands, such information being both a reference display and a display increasing angle values - contains. In the method, the shaft is rotated and before stored encoder outputs retrieved from the memory again.

Die Anzeigen über die Winkelwerte werden überwacht, derart, daß eine vorbestimmte Zahl von Werten zwischen Bezugsanzeigen beobachtet werden und daß die Richtung der Wellendrehung angezeigt wird. Wenn die Welle sich kontinuierlith mit einer Drehzahl aus einem vorbestimmten Drehzahlbereich dreht, wird ein Positionszähler im Speicher angeregt und der Zähler wird bei jeder Änderung der Winkelwertanzeigen um Eins erhöht. Der Zähler bleibt bei der nächsten Bezugsanzeige stehen und der erreichte Zählerstand kann mit der vorbestimmten Zahl von Zählungen verglichen werden, so daß Fehlfunktionen aufgrund optischer Schwächung, mechanischer Aberrationen und Schaltkreisfehler in Komponenten, die dem Kodierer zugeordnet sind, entdeckt werden können. Des weiteren wird der Zustand eines Positionswertimpulses, den die letzte Positionszählung erzeugte, im Speicher abgespeichert und wird zum Erregen eines Zeitzählers benutzt.The displays of the angle values are monitored in such a way that a predetermined number of values are observed between reference displays and that the Direction of shaft rotation is displayed. When the wave is continuous with rotates a speed out of a predetermined speed range, a position counter stimulated in the memory and the counter is activated each time the angle value displays are changed increased by one. The counter stops with the next reference display and the achieved count can be compared with the predetermined number of counts, so that malfunctions due to optical Weakening, more mechanical Aberrations and circuit defects in components associated with the encoder, can be discovered. Furthermore, the status of a position value pulse is that the last position count generated is stored in memory and becomes the Energizing a timer used.

Serielle Zeitzählungen werden zum Zähler so lange addiert, bis sie durch einen Positionswertimpulszustand beendet werden, der sich von dem gespeicherten Zustand unterscheidet. Die Zeitzählung wird für den Durchgang durch jede Winkelerhöhung durchgeführt und die größte und kleinste Zeit zählung werden gespeichert. Die Serie der Zeitzählungen wird beendet, wenn die Winkelpositionszählung die Vollendung einer Wellenumdrehung anzeigt. Auf diese Weise wird eine Anzeige der größten und kleinsten Winkel erzeugt, welche die Signale trennen, welche die Anzeigen über die Winkelerhöhungen erzeugen, so daß eine korrekte Phaseneinstellung der Signale für den Kodierer überwacht und erhalten werden kann.Serial time counts are added to the counter until they can be terminated by a position value pulse state that differs from the stored State is different. The time count is increased for the passage through each angle carried out and the largest and smallest time counts are saved. The series the time counts are terminated when the angular position count completes a Indicates shaft rotation. This way an ad is made of the largest and smallest Angles are generated that separate the signals that indicate the angle increases so that correct phase adjustment of the signals for the encoder is monitored and can be obtained.

Die Erfindung wird anhand der Figuren in der nun folgenden Beschreibung eingehender erläutert. Von den Figuren zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung eines Unwucht meßsystems, welches einen Wellenkodierer aufweist, Figur 2 eine Ansicht des Kodierers in vergrößerter Darstellung, bei der die Blickrichtung der Richtung der Pfeile 2 in Figur 1 entspricht, Figur 3 in vergrößerter Darstellung den in Figur 2 durch den Kreis 3 umrissenen Ausschnitt aus dem Koderer nach Figur 2, Figur 4 ein Schaltbild eines Teils der in dem System nach Figur 1 verwendeten Schaltung, Figur 5 ein Zeitdiagramm, welches Signale zeigt, die in dem elektrischen Schaltkreis nach Figur 4 erzeugt werden, und Figuren 6a und 6b ein Flußdiagramm, welches die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Diagnoseprozessors zeigt.The invention is illustrated in the following description with reference to the figures explained in more detail. Of the figures, FIG. 1 shows a schematic representation an imbalance measuring system which has a shaft encoder, Figure 2 is a view of the encoder in an enlarged view, in which the viewing direction of the direction corresponds to the arrows 2 in FIG. 1, and FIG. 3 in an enlarged representation corresponds to that in FIG 2 section outlined by the circle 3 from the baiter according to FIG. 2, figure Figure 4 is a circuit diagram of part of the circuit used in the system of Figure 1; Figure 5 is a timing diagram showing signals generated in the electrical circuit are generated according to Figure 4, and Figures 6a and 6b are a flow chart showing the Shows method steps of the diagnostic processor according to the invention.

In der Figur 1 ist eine herkömmliche mechanische Anordnung zum Messen einer Unwucht eines rotierenden Körpers dargestellt. Die Unwucht erzeugt beim Drehen Unwuchtkräfte. Als rotierender Körper ist in der Figur 1 ein aus einer Felge 21 und einem aufgezogenen Reifen bestehendes Rad eines Kraftfahrzeuges dargestellt,2 welches drehfest auf einer Welle 23 befestigt ist,und zwar derart, daß die Felge 21 gegen ein an einem Ende der Welle 23 vorgesehenes Schulterelement 22 geklemmt ist. Die Felge 21 weist das übliche zentrale Loch auf, in welches das besagte Ende der Welle 23 paßt. Die Felge 21 wird durch eine auf ein am Ende der Welle 23 vorgesehenes Gewinde schraubbare Radklemme 24 festgeklemmt. In einem fixierten starren Rahmen 28 sind ein Paar Lagergehäuse 26 und 27 elastisch gelagert. Die Welle 23 ist in innerhalb der Lagergehäuse 26 und 27 angeordneten inneren Lagerelementen gelagert und dadurch drehbar im Rahmen 28 angeordnet. Zwischen dem Rahmen 28 und den Lagergehäusen 26 und 27, sind jeweils ein linker bzw. rechter Meßgeber 29 bzw. 31 zur Kraftmessung angeordnet. Zwischen jedem Meßgeber 29 bzw. 31 und dem Rahmen 28 ist jeweils eine elastische Feder 32 angeordnet, die den zugeordneten Meßgeber 29 bzw.FIG. 1 shows a conventional mechanical arrangement for measuring an imbalance of a rotating body shown. The imbalance generated when turning Imbalance forces. The rotating body in FIG. 1 is a one made from a rim 21 and a wheel of a motor vehicle with a fitted tire shown, 2 which is rotatably mounted on a shaft 23, in such a way that the rim 21 clamped against a shoulder element 22 provided at one end of the shaft 23 is. The rim 21 has the usual central hole into which said end the shaft 23 fits. The rim 21 is provided by a on one at the end of the shaft 23 Threaded screwable wheel clamp 24 clamped. In a fixed rigid frame 28, a pair of bearing housings 26 and 27 are elastically supported. The shaft 23 is in stored within the bearing housings 26 and 27 arranged inner bearing elements and thereby rotatably arranged in the frame 28. Between the frame 28 and the bearing housings 26 and 27 are each a left and right encoder 29 and 31 for force measurement arranged. Between each transducer 29 or 31 and the frame 28 is in each case one elastic spring 32 is arranged, which the assigned transducer 29 or

31 in ständigem Kontakt mit dem zugeordneten Lagerbehäuse 26 bzw. 27 hält.31 in constant contact with the associated bearing housing 26 or 27 holds.

Am anderen Ende der Welle 23 ist drehfest mit ihr eine Kodierscheibe 33 mittels einer Mutter 34 befestigt. Auf dem Rahmen 28 ist ein Motor 36 befestigt, der die Welle 23 über einen Treibriemen 37 und eine drehfest mit der Welle 23 verbundene Riemenscheibe 38 antreibt.At the other end of the shaft 23 is a coding disk rotatably with her 33 fastened by means of a nut 34. A motor 36 is attached to the frame 28, which the shaft 23 via a drive belt 37 and a non-rotatably connected to the shaft 23 Pulley 38 drives.

In der Nähe des Randes der Kodierscheibe 33 ist eine Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 auf dem Rahmen 28 befestigt. Von dieser Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 erzeugte Signale werden einer elektronischen Schaltung zugeführt, die in einer eine Frontplatte 42 aufweisende Konsole 41 enthalten ist. Die Fotosensor-und Lichtquelleneinheit 39 erzeugt drei Signale, die in der Figur 1 mit 1, 2 und HOME bezeichnet sind. Die Meßgeber 29 und 31 und der Motor 36 sind ebenfalls mit der elektronischen Schaltung in der Konsole 41 verbunden. Die bis hierher beschriebene mechanische Anordnung einer Vorrichtung zum Messen einer Unwucht kann von der Art sein, wie sie in der US-PS 4 046 017 beschrieben ist.Near the edge of the encoder disk 33 is a photo sensor and Light source unit 39 attached to the frame 28. From this photosensor and light source unit 39 generated signals are fed to an electronic circuit which is in a a front panel 42 having console 41 is included. The photosensor and light source unit 39 generates three signals, which are labeled 1, 2 and HOME in FIG. 1. the Encoders 29 and 31 and the motor 36 are also with the electronic circuit connected in the console 41. The mechanical arrangement described so far a device for measuring an imbalance may be of the type shown in FIG U.S. Patent 4,046,017.

Auf der Frontplatte 42 sind Schalter und Anzeigen zum in Gang setzen und zur Uberwachung der Unwuchtmessung vorgesehen. In der Figur 1 ist ein Drehstartschalter 45 dargestellt, mit dem eine Drehroutine für die Welle auslösbar ist. Auf der Frontplatte 42 sind auch ein Maschinenmodenschalter 43 zur Auswahl einer von mehreren Betriebsweisen'und ein Anzeigenmodenschalter 44 zur Auswahl einer von verschiedenen Einheiten vorgesehen. Der Naschinenmodenschalter 43 kann auf einen Laufmodus, Eichmodus und auf einen Nullunwuchtsmodus für die Welle 23 eingestellt werden. Der Anzeigenmodenschalter 44 kann so eingestellt werden, daß Unzen, abgerundeten Unzen, Gramm oder abgerundete Gramm angezeigt werden. Die ausgewählten Einheiten werden in den drei Stellen der Anzeigefenster 46 und 47 für die Größe der linken bzw. rechten Unwucht angezeigt. Ein rechter und linker Positionsanzeiger 48 liefert eine Winkelinformation, die angibt, wo Gewichte an der Felge 21 oder am Rad zum Ausgleich der Unwucht angebracht werden sollten. An der Frontplatte 42 ist auch ein herkömmliches~Abstandsmeßinstrument 49 vorgesehen, aus dem eine bequeme Ablesung der axialen Position der Felge oder des Rades auf der Welle 23 erhalten werden kann. Die physischen oder physikalischen Parameter des Rades werden über eine Tastatur 51 in das Syste-eingegeben. Der axiale Abstand des Rades auf der Welle 29 von einer festen Stelle wird durch geeignete Wahl der auf der Frontplatte 42 gezeigten:Schalter eingegeben und es werden dazu beispielsweise der Durchmesser und die Breite des Rades eingete-ben. Der axiale Abstand des Rades ist in der Figur 1 durch den Abstand b angegeben.On the front panel 42 there are switches and displays for starting and provided for monitoring the unbalance measurement. In the figure 1 is a rotary start switch 45 shown, with which a rotation routine for the shaft can be triggered. On the front panel 42 are also a machine mode switch 43 for selecting one of several operating modes a display mode switch 44 is provided for selecting one of several units. The machine mode switch 43 can be one of a run mode, a calibration mode, and a Zero unbalance mode for the shaft 23 can be set. The ad fashion switch 44 can be set to be ounces, rounded ounces, grams, or rounded Grams are displayed. The selected units are in the three digits of the Display windows 46 and 47 are displayed for the size of the left and right unbalance, respectively. Right and left position indicators 48 provide angle information that indicates where weights are attached to the rim 21 or to the wheel to compensate for the imbalance should be. On the front panel 42 is also a conventional ~ distance measuring instrument 49 provided, from which a convenient reading of the axial position of the rim or of the wheel on the shaft 23 can be obtained. The physical or physical Parameters of the wheel are entered into the system via a keyboard 51. The axial Distance of the wheel on the shaft 29 from a fixed point is determined by suitable Choice of the ones shown on the front panel 42: Enter the switch and add it for example, enter the diameter and width of the wheel. The axial The distance between the wheel is indicated in FIG. 1 by the distance b.

Die Breite des Rades ist durch den Abstand c der beiden Ebenen P1 und P2 in Figur 1 gegeben, in denen die Ausgleichsgewichte an die Felge 21 bzw.The width of the wheel is determined by the distance c between the two planes P1 and P2 in Figure 1, in which the counterweights are attached to the rim 21 or

das Rad angebracht werden können. Die ausgewählten Werte für denDurchmesser, die Breite und den axialen Abstand des Rades werden in den dreistelligen Anzeigen 52, 53 bzw. 54 angezeigt. Wie vorstehend schon festgestellt, ähnelt der Kraftmeßmechanisumus oder die Anordnung zum Messen einer Unwucht einem vorher bereits benutzten, und zwar insoweit, als Kräfte durch zwei Meßgeber gemessen werden, die alle Kräfte messen, welche dazu notwendig sind, die Welle in einer in der Figur 1 veranschaulichten horizontalen--Ebene zu halten. Die Kordierscheibe 33 und die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 bilden einen optischen Wellenkordierer für die Welle 23, die auch alseRadausgleichswelle bezeichnet werden kann. Für die Rotation der Welle 23 wird für jede Umdrehung eit:e HOME-Position gemessen. Die HOME-Position liefert einen Bezugswinkel und lokalisiert rotationsmäßig eine Anzahl von Eichkonstanten im Hinblick auf-.die Winkelstellung der Welle 23. Die Eichkonstanten werden dazu benutzt, Fehler zu reduzieren, die in die Messung der Unwucht des rotierenden Körpers eingegangen sind. Die Unwuchtkräfte werden gemessen, wenn die Welle 23 sich bei Belastung mit einem bekannten Eichgewicht dreht und auch, wenn die Welle 23 sich unbelastet dreht. Es werden Berechnungen durchgeführt, wie sie aus der US Ser.Nr. 111 159 hervorgehen und welche die Daten der Meßgebereichung und Nullunwucht mit einbeziehen und die Ergebnisse werden für eine spätere Verwendung bei der Lösung der Unwuchtkräftegleichungen gespeichert, wenn ein Unwuchtkörper auf der Welle 23 befestigt ist und gedreht wird. Die Unwuchtkräftegleichungen befassen sich mit den Unwuchtvektoren und zugeordneten Konstanten, die als frei von elektrischen oder mechani.the wheel can be attached. The selected values for the diameter, the width and the axial distance of the wheel are shown in the three-digit displays 52, 53 or 54 are displayed. As stated above, the force measuring mechanism is similar or the arrangement for measuring an unbalance to a previously used one, and to the extent that forces are measured by two transducers that measure all forces, which are necessary for this, the shaft in one illustrated in FIG horizontal - keep level. The cord disk 33 and the photosensor and light source unit 39 form an optical shaft encoder for shaft 23, which also acts as a wheel balance shaft can be designated. For the rotation of the shaft 23, eit for each revolution: e HOME position measured. The HOME position provides a reference angle and localizes it In terms of rotation, a number of calibration constants with regard to-.the angular position the wave 23. The Calibration constants are used to correct errors reduce, which went into the measurement of the unbalance of the rotating body. The unbalance forces are measured when the shaft 23 is when loaded with a known calibration weight rotates and also when the shaft 23 rotates unloaded. It calculations are carried out as they are from US Ser.No. 111 159 emerge and which include the data of the measuring range and zero imbalance and the Results are available for later use in solving the unbalance force equations stored when an unbalanced body is attached to the shaft 23 and rotated. The unbalance force equations deal with the unbalance vectors and associated Constants that are considered to be free of electrical or mechanical.

schen, keine Information tragenden Signalen angenommen werden. Die Unwuchtvektoren repräsentieren deshalb nur die sinusförmig variierenden Komponenten der tatsächlichen Unwucht des rotierenden Körpers oder der Unwucht des Eichgewichts oder der Unwucht der unbelasteten Welle 23, wenn diese sich dreht.signals that do not carry any information are accepted. the Imbalance vectors therefore only represent the sinusoidally varying components the actual unbalance of the rotating body or the unbalance of the calibration weight or the imbalance of the unloaded shaft 23 as it rotates.

Die Annahme der Rauschfreiheit wird durch die folgende Betrachtung gerechtfertigt. Die Unwuchtkräfte signale aus den Meßgebern werden, wie später beschrieben, bei diskreten Winkelschritten der Wellenrotation digitalisiert und abgetastet, wie sie durch ein Muster von Öffnungen 79 in der Scheibe 33 bestimmt siEd.¢ Das Abtasten der Daten und die Summierung der abgetasteten Daten scheidet bekannterweise nichtharmonisches Rauschen aus, welches Frequenzen aufweist, die größer als die durch die totale Abtastzeit bestimmte Frequenz sind. Harmonisches Rauschen wird durch die Operationen ausgeschieden, welche kombinierte Quantitäten erzeugen, die Sinus- und Kosinusfaktoren und die nachträglthe Addition enthalten. Das durch den Apparat durchgeführte Verfahren umfaßt die Ermittlung der Fourierreihenkoeffizienten für die fundamentalen Sinus- und Kosinuskomponenten in den verarbeiteten Datenausgaben. Die verarbeiteten Daten werden dadurch erhalten, daß bei den Ausgangssignalen aus den Meßgebern mit Zahlen operiert wird, die den Sinus und den Kosinus des im Augenblick der Signalausgabe vorhandenen Drehwinkels der Welle 23 entsprechen, um Quantitäten zu erhalten, die Sinusfaktoren und Quantitäten die Kosinusfaktoren enthalten, und daß danach unabhängige Additionen (Integrationen) der Sinusfaktorquantitäten und Ko sinusfkatorquantitäten durchgeführt werden. Die Verarbeitung wird durch Digitalisierung der Ausgangssignale aus dem Meßgeber und der den Sinus und den Kosinus des Drehwinkels darstellenden Quantitäten und durch Ausführung der Operation auf den digitalisierten Ausgangssignalen der Meßgeber bei vorbestimmten Drehstellungen der Welle 23 digital ausgeführt. Die den Sinus und den Kosinus darstellenden Quantitäten werden so gewählt, daß sie dazu neigen, den Beitrag der Harmonischen zu den verarbeiteten Daten zu reduzieren.The assumption of freedom from noise is made by the following consideration justified. The unbalance force signals from the encoders are, as described later, digitized and sampled at discrete angular steps of the shaft rotation, such as they are determined by a pattern of openings 79 in the disk 33. ¢ The scanning of the data and the summation of the sampled data are known to separate non-harmonic Noise from which has frequencies that are greater than that caused by the total sampling time certain frequency are. Harmonic noise is eliminated by the operations, which produce combined quantities, the sine and cosine factors and the retrospectively Addition included. The one carried out by the apparatus Method involves finding the Fourier series coefficients for the fundamental Sine and cosine components in the processed data outputs. The processed Data are obtained by including the output signals from the encoders Numbers that are the sine and cosine of the moment the signal is output existing angle of rotation of the shaft 23 to obtain quantities that Sine factors and quantities that contain cosine factors, and that thereafter independent Additions (integrations) of the sine factor quantities and cosine factor quantities be performed. The processing is done by digitizing the output signals from the encoder and the representing the sine and cosine of the angle of rotation Quantities and by performing the operation on the digitized output signals the encoder is executed digitally at predetermined rotational positions of the shaft 23. the Quantities representing the sine and cosine are chosen to be tend to reduce the contribution of the harmonics to the data being processed.

Folglich sind die verarbeiteten Daten in Form von Sinus-und Kosinusadditionen relativ frei von harmonischem Anteil. Die Ableitung der Gleichungen für die Unwuchtmessung geht aus der US Ser.Nr. 411 159 hervor.Consequently, the processed data is in the form of sine and cosine additions relatively free of harmonic content. The derivation of the equations for the unbalance measurement goes from the US Ser.No. 411 159 emerges.

Die Figur 4 zeigt Ausschnitte aus der in der Konsole 41 enthaltenen Meßschaltung. Sie zeigt auch die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 gemäß Figur 1.FIG. 4 shows excerpts from that contained in the console 41 Measuring circuit. It also shows the photosensor and light source unit 39 according to FIG 1.

Die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 arbeitet so, daß eine die Drehwinkelzunahme abtastende Funktion erzeugt wird, welche die Bereitstellung eines Impulses 2 2 zusammen mit einem gegen diesen Impuls um 900 phasenverschobenen Impuls i 1 umfaßt. Die Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 erzeugt nach jeder Umdrehung der Welle 23 auch einen Impuls HOME. Jeder der Impulse HOME, 1 und + 2 werden in Konditionierungs-Schaltkreisabschnitten 56, 57 bzw. 58 so in Form gebracht oder konditioniert, daß sie geeignete Impulsformen und Amplituden aufweisen. Die konditionierten Impulse HOME, Vj 1 und 2 werden einem Schaltkreis 59 zur Feststellung der Position HOME zugeführt, der eine Referenzausgabe erzeugt, die einem Rechner 61 zugeführt ist. Als Rechner kann der Mikroprozessor F von Fairchild dienen. Die Konditionierten Impulse S 1 und # 2 sind einem Schaltkreisabschnitt 62 für Vierfachmultiplikation zugeführt, der ein Rand- oder Positionsunterbrechungssignal erzeugt, das ebenfalls dem Rechner 61 zugeführt ist.The photosensor and light source unit 39 operates so that a Rotation angle increase scanning function is generated, which provides a Pulse 2 2 together with one against this pulse 900 out of phase Includes pulse i 1. The photosensor and light source unit 39 generates after each Rotation of the shaft 23 also gives a HOME pulse. Each of the impulses HOME, 1 and + 2 are so shaped in conditioning circuit sections 56, 57 and 58, respectively or conditioned to have appropriate pulse shapes and amplitudes. the conditioned pulses HOME, Vj 1 and 2 are sent to a circuit 59 for detection fed to the HOME position, which generates a reference output that is sent to a computer 61 is supplied. The Fairchild microprocessor F can serve as the computer. the Conditioned pulses S 1 and # 2 are a circuit section 62 for quadruple multiplication which generates an edge or position break signal that also the computer 61 is supplied.

Die Figur 2 zeigt die Kodierscheibe 33, welche in der Nähe ihres Umfangs und an vorbestimmten Winkelpositionen eine Anzahl Öffnungen 79 aufweist. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Öffnungen 79 äquidistant über den Umfang der Scheibe verteilt und es können beispielsweise 64 Öffnungen sein. Für den Impuls HOME ist eine einzige Öffnung 81 vorgesehen, die sich ebenfalls in der Nähe des Umfangs der Kodierscheibe 33 befindet. Sowohl die Reihe der die Drehwinkelzunahme anzeigenden Öffnungen 79 und die Öffnung 81 für den Impuls HOME laufen an der Lichtquelle und den Fotosensoren der Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 vorbei. Die Kodierscheibe 33 dreht sich normalerweise mit der Welle 23. in Richtung des Pfeils 82, also im Uhrzeigersinn, wenn sie mit Blickrichtung in Richtung der Pfeile 2 - 2 in Figur 1 angesehen wird.FIG. 2 shows the coding disk 33, which in the vicinity of its circumference and has a number of openings 79 at predetermined angular positions. In the preferred embodiment, the openings 79 are equidistant over the circumference of the Disk distributed and there can be, for example, 64 openings. For the impulse HOME, a single opening 81 is provided, which is also located in the vicinity of the The circumference of the coding disk 33 is located. Both the series of the increase in the angle of rotation The openings 79 indicating the display and the opening 81 for the HOME pulse run on the light source and the photosensors of the photosensor and light source unit 39. The coding disk 33 normally rotates with shaft 23 in the direction of arrow 82, i.e. in Clockwise, when viewed in the direction of arrows 2-2 in FIG. 1.

In der Figur 3 ist ein kleiner Ausschnit aus der Peripherie der Kodierscheibe 33 im einzelnen dargestellt. Zur besseren Erklärung der positionellen Beziehung zwischen den verschiedenen Öffnungen ist die Kodierscheibe geradlinig und nicht winkelmäßig dargestellt. Der Pfeil 82 zeigt die Bewegung der Peripherie der Kodierscheibe 33, die ihre Drehung im Uhrzeigersinn bei einer Anfangsposition zu einem Zeitpunkt t0 beginnt. Zum Zeitpunkt t0 gibt der führende Rand der Öffnung 81 einen Fotosensor 83 in der Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 frei und erzeugt dadurch die Vorderflanke des Impulses HOHE. Gleichzeitig gibt der führende Rand einer der Öffnungen 79 einen anderen Fotosensor 84 in der Fotosensor- und Lichtquelleneinheit 39 frei und erzeugt dadurch eine Vorderflanke des Impulses 2. Zum Zeitpunkt t0 wird auch ein dritter Fotosensor 86 in der Einheit 39 durch eine der Öffnungen 79 voll der Lichtquelle in der Einheit ausgesetzt und dadurch der Impuls $ 1 erzeugt. Es ist zu sehen, daß der Impuls 1 gegen den Impuls g 2 um ein viertel ( »</2) der durch den Abstand zwischen benachbarten Öffnungen 79 bestimmten Periode verschoben ist und dem Impuls < 2 vorausgeht. Der Figur 3 ist auch entnehmbar, daß die Öffnung 81 für den Impuls HOME so breit ausgebildet ist, daß sie eine volle Periode zwischen benachbarten Öffnungen 79 überdeckt, und zwar für einen Zweck, der in Verbindung mit dem Schaltbild gemäß Figur 4 im folgenden erklärt wird.In the figure 3 is a small section from the periphery of the coding disk 33 shown in detail. To better explain the positional relationship between the various openings the coding disk is straight and not shown at an angle. The arrow 82 shows the movement of the periphery of the encoder disk 33 showing its clockwise rotation from one starting position at a time t0 begins. At time t0, the leading edge of opening 81 is a photosensor 83 in the photosensor and light source unit 39 and thereby generates the leading edge of the momentum HIGH. At the same time the leading edge gives one of the openings 79 a another photosensor 84 in the photosensor and light source unit 39 free and generated thereby a leading edge of pulse 2. At time t0 there is also a third Photosensor 86 in the unit 39 through one of the openings 79 full of the light source suspended in the unit, thereby generating the pulse $ 1. It can be seen that the impulse 1 against the impulse g 2 by a quarter (»</ 2) that by the distance between adjacent openings 79 is shifted certain period and the pulse <2 precedes. The figure 3 can also be seen that the opening 81 for the pulse HOME is so broad that it has a full period between neighboring Openings 79 covered for a purpose related to the schematic according to Figure 4 is explained below.

Aus der Figur 4 ist zu entnehmen, daß die Fotosensor-und Lichtquelleneinheit 39 die Fotosensoren 83, 84 und 86 aufweist, welche den Impulse HOME, den Impuls Auf 2 bzw. den Impuls p 1 erzeugen. In der hier beschriebenen Ausführungsform werden die Fotosensoren durch lichtemittierende Dioden 87, 88 und 89 angeregt. Ein Widerstände R25 und R26 aufweisender Spannungsteiler erzeugt an dem nicht invertierenden Eingang 7 des Verstärkers Z27 eine positive Spannung. Das am Ausgang 1 des Verstärkers Z27 entnehmbare Ausgang signal dient als Bezugspegel und ist an die nicht invertierenden Eingänge 9, 11 und 5 von drei zusätzlichen Verstärkerabschnitten von Z27 angelegt.From Figure 4 it can be seen that the photosensor and light source unit 39 the photo sensors 83, 84 and 86 has, which the impulses HOME, generate the pulse Auf 2 or the pulse p 1. In the embodiment described here the photosensors are excited by light-emitting diodes 87, 88 and 89. A Voltage divider comprising resistors R25 and R26 generates across the non-inverting one Input 7 of amplifier Z27 has a positive voltage. The one at output 1 of the amplifier Z27 output signal serves as a reference level and is connected to the non-inverting Inputs 9, 11 and 5 of three additional amplifier sections of Z27 applied.

Die drei zusätzlichen Verstärkerabschnitte von Z27 wirken deshalb als Spannungskomperatoren, welche die Impulse HOME, < 2 und / 1 an den immertierenden Eingänge 8, 10 bzw. 4 empfangen. In dieser Form werden die Signale aus den Fotosensoren rechteckförmig gemacht und bis zu einem gewissen Grad verstärkt. Die rechteckförmigen und verstärkten Impulse werden in den Inverterabschnitten Z10 invertiert. Das Zeitdiagramm gemäß Figur 5 zeigt wie die Impulse Q 1 in dem Eingangsvorverarbeiter 57 nach Figur 4 in Form gebracht werden und wie sie am Ausgang 2 des Inverters Z10 erscheinen. Die Figur 5 zeigt auch, wie die Impulse HOME und ( 2 in Schaltkreisabschnitten 58 und 56 in Figur 4 in Form gebracht werden und wie sie an den Ausgängen 4 bzw. 6 der Inverterabschnitte von Z10 in Figur 4 erscheinen. Der Schaltkreis 57 für die Eingabevorverarbeitung des Impulses 1 weist ein NAND-Glied Z15 auf, welches die verstärkten Rechteckimpulse 71 erhält und einen Impuls 7 erzeugt, der gegenüber dem Impuls / 1 um 1800 phasenverschoben ist. Die Impulse Tr und 2 werden dem Rechner 61 zugeführt.The three additional amplifier sections of Z27 therefore work as voltage comparators, which the pulses HOME, <2 and / 1 to the immerting Received inputs 8, 10 or 4. This is the form in which the signals from the photo sensors are transmitted Made rectangular and reinforced to some extent. The rectangular and amplified pulses are inverted in the inverter sections Z10. The timing diagram according to FIG. 5 shows how the pulses Q 1 in the input preprocessor 57 according to FIG 4 and how they appear at output 2 of the inverter Z10. Figure 5 also shows how the pulses HOME and (2 in circuit sections 58 and 56 are brought into shape in FIG. 4 and how they are at the outputs 4 and 6, respectively of the inverter sections of Z10 appear in Figure 4. The circuit 57 for the Input preprocessing of the pulse 1 has a NAND gate Z15, which the amplified square-wave pulses 71 receives and generates a pulse 7, the opposite the pulse / 1 is phase shifted by 1800. The pulses Tr and 2 are sent to the computer 61 supplied.

Die Ausgaben aus den Schaltkreisen 56, 57 und 58 zur Eingabeverarbeitung, die in dem Zeitdiagramm in Figur 5 als die Impulse < pl 2 und HOME zu sehen sind, werden an Eingänge eines anderen NAND-Gliedes Z15 angelegt, das in der Figur 4 als Schaltkreis 59 bezeichnet ist, der zur Positionsbestimmung KOMME dient. Das NAND-Glied>Z15 erzeugt an seinem Ausgang 12 eine ins negative gehende Ausgabe, und zwar zu dem Zeitpunkt, wenn alle drei erwähnten Eingaben auf einem hohen Zustand liegen. In der Figur 5 ist dieser Ausgang als Impuls HOME-Position zu entnehmen. Die Vorderflanke des ins negative gehenden Impuls HOME-Position bestimmt die winkelmäßige Bezugsposition für die sich drehende Welle 23 und der Impuls wird dem Rechner 61 zugeführt. Der Impuls HOME-Position wird vom Rechner dazu benutzt, die relative Phase der von den Meßgebern 29 und 31 abgetasteten Kraftvektoren zu berechnen.The outputs from circuits 56, 57 and 58 for input processing, which can be seen in the timing diagram in Figure 5 as the pulses <pl 2 and HOME, are applied to inputs of another NAND gate Z15, which is shown in FIG. 4 as Circuit 59 is designated, which serves to determine the position KOMME. The NAND element> Z15 generates a negative output at its output 12, namely to the Point in time when all three of the mentioned inputs are high. In FIG. 5 shows this output as the HOME position pulse. The leading flank of the negative going impulse HOME position determines the angular reference position for the rotating shaft 23 and the pulse is fed to the computer 61. Of the Pulse HOME position is used by the computer to determine the relative phase of the To calculate transducers 29 and 31 sampled force vectors.

Das Schaltbild in Figur 4 zeigt auch, daß die Ausgabe # 1 und / 2 aus den Schaltkreisen 57 und 58 für die Eingabevorverarbeitung an Eingänge eines exklusiven ODER-Gliedes Z11 in dem Schaltkreisabschnitt 62 gegeben werden. Ein exklusives ODER-Glied mit zwei Eingängen erzeugt eine Ausgabe mit niedrigen Eingängen nur dann, wenn die beiden Eingänge auf dem gleichen Zustand liegen, beispielsweise beide in einem hohen Zustand.The circuit diagram in Figure 4 also shows that output # 1 and / 2 from the circuits 57 and 58 for input preprocessing to inputs of a exclusive OR gate Z11 in the circuit section 62 are given. An exclusive one OR gate with two inputs produces an output with low inputs only if if the two inputs are in the same state, for example both in a high state.

Die Ausgabe aus dem Ausgang 3 des ODER-Gliedes Z11 in der Figur 4 ist in der Figur 5 als Ausgabe X2 (2mal) zu sehen. Die Ausgabe X2 wird sowohl dem Eingang 2 desUnivibrators Z12 zur Erzeugung kurzzeitiger Impulse und dem Eingang 9 des anderen Abschnitts des Univibrators Z12 zugeführt. Der über dem Eingang 9 angeregte Univibrator erzeugt einen kurzen Ausgangsimpuls von etwa 150 ms Impulsbreite am Ausgang 5 des Univibrators Z12 bei der ins negative gehenden Flanke der Ausgabe X2 am Ausgang 3 des ODER-Gliedes Zoll. Der über dem Eingang 2 angeregte Abschnitt des Univibrators Z12 erzeugt an seinem Ausgang 13 einen Impuls von 150 ms Breite, bei der ins positive gehenden Flanke der Ausgabe X2 am Ausgang 3 des ODER-Gliedes Z11,. Die alternierenden Kurzzeitimpulse mit der Impulsdauer von 150 ms aus dem Univibratorabschnitten werden getrennten Eingängen eines anderen Abschnitts des exklusiven ODER-Gliedes Z11 zugeführt. Die resultierende Ausgabe am Ausgang 6 des exklusiven ODER-Gliedes Zil wird von jedem der alternierenden Kurzzeitimpulse auf einen hohen Zustand gebracht, wodurch am Ausgang 6 eine Ausgabe X4 ("4mal") erzeugt wird, die der Figur 5 entnehmbar ist. Ein anderer Abschnitt des exklusiven ODER-Gliedes Z11 wird als Inverter benutzt, dem an einem Eingang 9 die Ausgabe X4 zugeführt wird und bei dem anderer Eingang 10 auf einer positiven Spannung liegt. Die Folge davon ist, daß jeder ins Positive gehende Kurzzeitimpuls der am Eingang 9 des exklusiven ODER-Gliedes Z11 anliegenden Ausgabe einen ins negative gehenden Kurzzeitimpuls am Ausgang 8 erzeugt. Wenn die Kodierscheibe 33 64 Öffnungen 79 aufweist, werden bei jeder Umdrehung der Welle 23 256 ins negative gehende Kurzzeitimpulse erzeugt. Die invertierte Ausgang mtx wird dem Rechner 61 als Flankenimpulse und als Positionsunterbrechungsimpulse zugeführt.The output from the output 3 of the OR gate Z11 in FIG. 4 can be seen in FIG. 5 as output X2 (twice). The output X2 is sent to both the Input 2 of the Univibrator Z12 for generating short-term pulses and the input 9 of the other section of the univibrator Z12. The one above entrance 9 The excited univibrator generates a short output pulse of about 150 ms pulse width at the Output 5 of the univibrator Z12 on the negative going edge of the output X2 at output 3 of the OR element Zoll. The section excited via input 2 of the univibrator Z12 generates a pulse of 150 ms width at its output 13, on the positive going edge of output X2 at output 3 of the OR gate Z11 ,. The alternating short-term pulses with a pulse duration of 150 ms from the Univibrator sections are separate inputs of another section of the exclusive OR gate Z11 supplied. The resulting output at output 6 of the exclusive OR gate Zil is based on each of the alternating short-term pulses brought to a high state, which produces an output X4 ("4 times") at output 6 which can be seen in FIG. Another section of the exclusive OR term Z11 is used as an inverter to which the output X4 is fed to an input 9 and the other input 10 is at a positive voltage. The consequence of this is that every positive short-term pulse at input 9 of the exclusive OR gate Z11 pending output a negative short-term pulse generated at output 8. If the coding disk 33 has 64 openings 79, will generated with each revolution of the shaft 23 256 negative going short-term pulses. The inverted output mtx is sent to the computer 61 as edge pulses and as position interruption pulses fed.

Anhand der Figuren 6a und 6b wird das Verfahren zur Bestimmung der Kodiergenauigkeit beschrieben. Es wird eine Tastaturabfrage durchgeführt, die einen seriellen "Blick" des Rechners 61 auf jede der an der Tastatur 51 in Figur 1 auswählbaren Tastaturfunktionen erzeugt.The method for determining the Coding accuracy described. A keyboard query is carried out, the one serial "look" of the computer 61 at each of the selectable on the keyboard 51 in FIG Keyboard functions generated.

Die in der Figur 6A erzeugten Funktionen sind mit willkürlichen Kodenummern bezeichnet und aus Darstellungsgründen als sich nur vom Kode F1 bis zum Kode F60 sich erstreckend. Solche Kodes, die sich auf interessierende Tests beziehen, sind in dem Flußdiagramm gemäß den Figuren 6a und 6b mit durchgezogenen Linien verbunden, während die außerhalb des Interesse liegenden Kodes als mit gestrichelten Linie verbunden dargestellt sind. In der folgenden Beschreibung repräsentieren die HALT-Abfragen eine Unterbrechungsfunktion, die in jedem der beschriebenen Prozesse an jeder Stelle auftreten kann. Die HALT-Funktionen sind der Bequemlichkeit halber an einer Stelle der Verfahrensabfolge gezeigt, bei der ein Zyklus im Prozeß abgeschlossen ist und eine Entscheidung darüber gefällt wird, ob in einen anderen Zyklus eingetreten oder der Prozeß beendet werden soll.The functions generated in FIG. 6A have arbitrary code numbers and for the sake of clarity, only from the code F1 to the code F60 extending. Such codes relating to tests of interest are connected with solid lines in the flow chart according to FIGS. 6a and 6b, while the out-of-interest codes are shown as dashed lines are shown connected. In the following description, they represent HALT queries an interrupt function in each of the processes described at each point can occur. The HALT functions are in one place for convenience the process sequence shown in which a cycle in the process is completed and a decision is made as to whether or not to enter another cycle the process should be terminated.

Ein Verfahren zur Beschreibung des Kodiererzustandes und der Winkelposition ist in der Figur 6 als durch Wahl des Kodes F50 auf der Tastatur 51 in Figur 1 einleitbar dargestellt. Die Auswahl dieses Tests bewirkt zusammen mit der Betätigung des Drehschalters daß die laufenden Kodiererzustände für die Impulse m 1, 2 und HOME, oder den Bezugsimpuls aus dem Speicher mit wahlfreiem Zugriff zurückzurufen sind. Der Inhalt eines Zählregisters für den zunehmenden Drehwinkel, der auf die Bezugsposition bezogen ist, wird ebenfalls herausgeholt und in eine binär kodierte Dezimalzahl (BCD-Kode) umgewandelt. Die Umwandlung in den BCD-Kode ist mit den linken und rechten siebensegmentigen Anzeigen 46 und 47 auf der Frontplatte 42 kompatibel. Die Anzeige 46 erzeugt eine visuelle Anzeige des laufenden Signalzustandes (hoch oder niedrig) für jede Kodiererausgabe. Wenn das Signal sich in einem Zustand 1 befindet, wird das Segment G für die Ziffer in der Anzeige, an dem das Signal anliegt, beleuchtet. Die Anzeige 47 zeigt eine Zahl aus dem Bereich 0 bis 255 an, die auf die Position HOME>bezogen ist. Die Zahlenanzeige zeigt die Anzahl der durch die Signale 25 erzeugten Zählschritte an, um die sich die Kodierscheibe und folglich die Welle 23 von der Position HOME fortbewegt hat. Zur Durchführung dieses Tests wird die Welle 23 von Hand gedreht. Der Test dient zur Ausrichtung der Kodierscheibe 33 auf eine Position auf der Welle, an der ein Eichgewicht zur Eichung der Meßgeber gemäß der US Ser. Nr. 111 159 angebracht ist.A method of describing the encoder status and angular position can be introduced in FIG. 6 as by selecting the code F50 on the keyboard 51 in FIG shown. The selection of this test works together with the actuation of the rotary switch that the current encoder states for the pulses m 1, 2 and HOME, or the reference pulse are to be recalled from random access memory. The content of a counting register for the increasing angle of rotation, which is related to the reference position, is also taken out and converted into a binary coded decimal number (BCD code). the Conversion to the BCD code is with the left and right seven segment displays 46 and 47 on the front plate 42 compatible. The display 46 generates a visual Display of the current signal status (high or low) for each encoder output. When the signal is in a state 1, segment G becomes for the digit illuminated in the display to which the signal is present. The display 47 shows a Number from the range 0 to 255, which is related to the HOME> position. the Numerical display shows the number of counting steps generated by signals 25, around which the encoder disk and consequently the shaft 23 moves from the HOME position Has. To carry out this test, the shaft 23 is rotated by hand. The test serves to align the coding disk 33 to a position on the shaft at which a calibration weight for calibrating the transducers according to US Ser. No. 111 159 attached is.

In der hier beschriebenen Ausführungsform beträgt der Zählerstand vorteilhafterweise 127, wenn der Punkt, an dem das Testgewicht anzubringen ist, auf der Welle ganz oben sich befindet und wenn der Kodierer mit einem Radausgleichsgewicht benutzt wird. Wenn der Zählerstand nicht erreicht wird, wird die Scheibe 33 auf der Welle 23 gelöst und relativ zu der stehenden Welle so lange gedreht, bis der richtige Zählerstand in der rechten Anzeige 47 auf der Frontplatte 42 angezeigt wird. Darüberhinaus liefert dieser Test eine Uberprüfung darüber, ob der elektrooptische Teil eines jeden Meßgebers vollständig ist. Falls 7X-Impulse fehlen, beispielsweisetádfgrund einer optischen Störung an dem Kodierer bzw. der Kodierscheibe 33, zeigt der Zählerstand in dieser Ausführungsform weniger als 255 an.In the embodiment described here, the count is advantageously 127 if the point at which the test weight is to be attached located on the top of the shaft and if the encoder with a wheel balance weight is used. If the count is not reached, the disc 33 is on the shaft 23 released and rotated relative to the standing wave until the correct counter reading is displayed in the right display 47 on the front panel 42 will. In addition, this test provides a check whether the electro-optical Part of each transducer is complete. If 7X pulses are missing, for example tádfgrund an optical fault on the encoder or the encoder disk 33, shows the counter reading less than 255 in this embodiment.

Der durch den Kode F51 angezeigte Prozeß der Selbstdiagnose wird dadurch eingeleitet, daß der Tastatur gewählt wird, daR bei Verwendung des Kodierers mit dem Radausgleichsgewicht die Schutzhaube abgesenkt wird und daß der Drehschalter betätigt wird. Die Welle 23 beschleunigt auf eine relativ konstante Geschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereiches, in der hier beschriebenen Ausführungsform des Radausgleichers auf etwa 480 Umdrehungen pro Minute. Während die Welle sich kontinuierlich dr:eht, wird nach einem HOME- oder Bezugsimpuls gesucht. Wenn ein solcher Impuls gefunden worden ist, wird ein Kodiererzähler im Speicher mit wahlfreiem Zugriff auf 0 gesetzt.The self-diagnosis process indicated by the code F51 becomes thereby initiated that the keyboard is selected when using the encoder with to the Wheel balance weight, the protective hood is lowered and that the rotary switch is operated will. The shaft 23 accelerates to a relatively constant speed within of a predetermined speed range, in the embodiment described here of the wheel balancer to about 480 revolutions per minute. While the wave is continuously dr: eht, a HOME or reference pulse is searched for. When a such pulse has been found, an encoder counter in memory with random Access set to 0.

Wenn ein neuer Kodiererzustand gefunden wird, wird zum Zählerstand im Kodiererzähler eine eins hinzuaddiert. Wenn der nächste HOME-Impuls vermittelt wird, ist die Zählung im Kodiererzähler beendet und der Zählerstand wird in die binär kodierte Dezimalzahl umgewandelt. Das BCD-Signal wird der Anzeige 47 für das rechte Gewicht zugeführt und die Anzahl der Kodiererverschiebungen für eine Umdrehung der Welle 23 wird dadurch angezeigt.When a new encoder state is found, becomes the count a one is added in the encoder counter. When the next HOME impulse mediates is, the counting in the encoder counter is finished and the count is in the converted to binary coded decimal number. The BCD signal is shown in the display 47 for the right weight and the number of encoder shifts for one revolution the shaft 23 is thereby indicated.

Wie vorstehend erwähnt, ist in der hier beschriebenen Ausführungsform die richtige Zahl, die an der Anzeige erscheinen sollte, 255. Der Zweck dieses Tests liegt darin, die den Meßgebern zugeordneten Komponenten auf Vollständigkeit hin zu überprüfen, und zwar bei der Betriebsgeschwindigkeit des Apparates. Wenn in-der Anzeige eine Zahl erscheint, die von der richtigen Nummer verschieden ist, liegen Potentialstörungen vor, die mit optischen oder mechanischen Fehlern oder der Schaltung gemäß Figur 4 in Verbindung stehen.As mentioned above, in the embodiment described herein the correct number that should appear on the display, 255. The purpose of this test lies in the completeness of the components assigned to the sensors to be checked, namely at the operating speed of the apparatus. If in-the Display a number that is different from the correct number appears Potential disturbances, with optical or mechanical errors or the circuit according to Figure 4 are in connection.

Mit der Wahl des durch die Kodenummer F52 repräsentierten Prozesses müssen sowohl der Schalter, der anzeigt, daß die Schutz- oder Radhaube sich in ihrer abgesenkten Sicherheitsstellung befindet, als auch der Schalter, der den Drehmödus auswählt, betätigt werden. Die Welle 23 wird auf die erwähnte Geschwindigkeit oder Drehzahl aus dem vorbestimmten Drehzahlbereich beschleunigt und in dem Speicher RAM mit wahlfreienm Zugriff wird eine Zahl für den maximalen Bezugswert auf eine niedrige Nummer gesetzt und eine andere Zahl für einen minimalen Bezugswert wird auf eine höhe Nummer gesetzt und zwar für Zwecke, die im folgenden klar werden. Ein Zähler für die Winkelstellung der Welle wird auf den Zählerstand 0 gesetzt und die laufende Winkelzunahme wird in den Speicher geschrieben und gespeichert. Es wird auch ein zweiter Zeitgeber in Betrieb gesetzt. Solange der gespeicherte Kodiererzustand sich nicht ändert, werden eine Reihe von Zeitimpulsen im-zweiten Zähler gezählt, wodurch eine Zeitsummierung erzeugt wird. Die Gummierung wird beendet, wenn sich der Kodiererzustand gegenüber dem vorher gespeicherten ändert. Die Anzeige des zunehmenden Drehwinkels vom Kodierer wird, wie schon beschrieben, aus einem Paar Rechteckimpulse erhalten, die um einen vorbestimmten Phasenwinkel relativ zueinander verschoben sind, in der hier beschriebenen Ausführungsform vorzugsweise etwa um 900. Diese Signale sind mit 1 und # 2 bezeichnet und wählen in Kombination einen von vier kombinierten Zuständen aus. Sie können beide niedrig sein (Zustand 0 - O), 1 kann niedrig und 4 2 kann hoch sein (Zustand O - 1), 1 und # 2 können hoch sein (Zustand 1 - 1) oder $ 1 kann hoch und P 2 kann niedrig sein (Zustand 1 - O). Nach Beendigung der Zeitsummierung im zweiten Zähler wird der neue Kodierzustand gelesen und mit dem vorher gespeicherten Zustand verglichen. Der vorangegangenen Beschreibung der Zustandsfolge ist zu entnehmen, daß die Richtung der Wellendrehung dadurch bestimmt werden kann. Wenn die Drehrichtung als normal angesehen werden kann, wird die richtige Kodierfolge angezeigt. Wenn sie entgegengesetzt ist, so daß sie als normal betrachtet werden kann, wird ein dies anzeigendes Symbol in der Anzeige 46 für das linke Gewicht angezeigt.With the choice of the process represented by the code number F52 both the switch that indicates that the protective or wheel cover is in their lowered Safety position is located, as well as the switch, which selects the rotary mode, are operated. The shaft 23 is on the mentioned Speed or speed accelerated out of the predetermined speed range and in the random access memory RAM, a number for the maximum Reference value set to a low number and another number for a minimum The reference value is set to a higher number for the purposes described below get clear. A counter for the angular position of the shaft is added to the counter reading 0 is set and the current angular increase is written to the memory and saved. A second timer is also started. As long as the saved Encoder state does not change, a series of timing pulses are im-second Counter counted, whereby a time summation is generated. The gumming is ended, when the encoder state changes from that previously stored. The ad the increasing angle of rotation of the encoder becomes, as already described, from a Pair of square-wave pulses received that are a predetermined phase angle relative to each other are shifted, in the embodiment described here, preferably by about 900. These signals are labeled 1 and # 2 and choose one in combination from four combined states. They can both be low (state 0 - O), 1 can be low and 4 2 can be high (state O - 1), 1 and # 2 can be high (State 1 - 1) or $ 1 can be high and P 2 can be low (State 1 - O). After the end of the time accumulation in the second counter, the new coding status will be read and compared with the previously saved state. The previous one Description of the sequence of states can be seen that the direction the Shaft rotation can thereby be determined. When the direction of rotation is viewed as normal the correct coding sequence is displayed. If she is opposite so that it can be considered normal, a symbol indicating this is shown in the display 46 for the left weight is displayed.

Die im zweiten Zähler Qs1lmmierte Zeit wird mit der niedrigen Nummer verglichen, die anfänglich in den Speicher mit wahlfreiem Zugriff gesetzt worden ist und wenn sie größer ist, wird die neu erhaltene Zeit als ein Maximum im Speicher aufgezeichnet. Wenn sie andererseits kleiner ist als -die bei der hohen Nummer als minimaler Wert aufgezeichnete Vergleichszahl, wird sie als Minimum eingespeichert. Dem Inhalt des Positionszählregisters für die Welle wird eine 1 hinzuaddiert und wenn der Zählerstand für die Wellenposition kleiner als 256 ist, wird der letzte Kodiererzustand gespeichert und der Zeit zähler wird reinitialisiert. Die Zeitimpulse werden im Zeitzähler noch einmal summiert, bis der nächste neue Kodiererzustand erscheint und die Maximum- und Minimumvergleiche werden mit den vorher erhaltenen maximalen und minimalen Zeitzählungen durchgeführt.The time counted in the second counter Qs1 becomes the lower number that were initially placed in random access memory is and if it is greater, the newly obtained time is stored as a maximum in memory recorded. On the other hand, if it is less than -the high number than minimum value recorded comparison number, it is stored as a minimum. A 1 is added to the contents of the position counting register for the shaft and if the counter reading for the shaft position is less than 256, the last The encoder status is saved and the time counter is reinitialized. The time impulses are added up again in the time counter until the next new encoder status appears and the maximum and minimum comparisons are made with those previously obtained maximum and minimum time counts performed.

Bei Vervollständigung von 256 solchen Zählungen und Vergleichen werden die maximalen und minimalen Zählungen in binär kodierte Zahlen umgewandelt und in den Anzeigen 46 und 47 für das linke bzw. rechte Gewicht auf der Frontplatte angezeigt. Um die maximalen und minimalen Zeiten in Millisekunden zwischen den zwei die Winkelzunahme anzeigenden Signalen zu erhalten, wird der Prozeß wiederholt. Wenn auf diese Weise die Zeitspanne zwischen der maximalen und minimalen Zeit die Signale für die Winkelwerte zu nahe zusammenbringt, so daß sie sich in einer fehlerhaften Phasenbeziehung befinden, wobei die Folge dieser Signale richtig sein kann, kann eine Einstellung der beiden Signale beispielsweise durch Bewegen der Fotosensoren 84 und 86 durchgeführt werden, um sie näher an den bevorzugten 90°-Abstand heranzubringen. Der Prozeß wird durch Wahl der HALT-Funktion, die den Prozeß zur Tastaturabtastung zurückbringt, beendet.Upon completion of 256 such counts and comparisons the maximum and minimum counts are converted into binary coded numbers and converted into the left and right weight indicators 46 and 47 on the front panel, respectively. To get the maximum and minimum times in milliseconds between the two the angle increase To obtain signals indicating that the process is repeated. If that way the time span between the maximum and minimum time the signals for the angle values brings them too close together so that they are in a faulty phase relationship, the sequence of these signals can be correct, an adjustment of the two can be Signals for example, be performed by moving the photosensors 84 and 86 to bring them closer to the preferred 90 ° spacing. The process is by choice the HALT function, which returns the process to keyboard scanning, terminates.

Wenn die durch den Kode F53 repräsentierte Methode der Selbstdiagnose gewählt wird und die Schutzhaube und Drehschalter betätigt werden, wird die Welle 23 noch einmal auf eine Geschwindigkeit aus dem erwähnten vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich beschleunigt.If the self-diagnosis method represented by the code F53 is selected and the protective cover and rotary switch are operated, the shaft 23 again to a speed from the aforementioned predetermined speed range accelerated.

Im Speicher mit wahlfreiem Zugriff wird ein Zeitzähler initialisiert und nach einem HOME-Impuls gesucht.A time counter is initialized in the random access memory and looking for a HOME impulse.

Wenn der Prozeß ausgewählt wird, kann er nur gestartet werden, wenn kein HOME-Impuls gefunden wird. Wenn ein HOME-Impuls teilweise durchgeht, wenn der Prozeß eingeführt ist, wird dieser HODE-Impuls ignoriert, weil es wünschenswert ist, den Prozeß bei der abfallenden Vorderflanke des HOME-Impulses zu beginnen. Wenn einmal ein uebergang vom Nichtvorhandensein eines HOME-Impulses zum Vorhandensein eines HOME-Impulses abgetastet wird, wird eine Reihe -von Zeitimpulsen dem Zeitzähler zur Summierung zugeführt. Der nächste HOME-Impuls beeendet die Zeitzählung und der Zählerstand oder das Zählergebnis wird in eine binär kodierte Dezimalzahl umgewandelt und in der Anzeige 47 für das rechte Gewicht in Millisekunden angezeigt. Danach wird, wenn die Routine nicht durch Handwahl gestoppt und zurück zur Tastaturabtastung gebracht wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die Vorderflanke eines folgenden HOME-Impulses gesucht, ermittelt, die Zeitsummierung, die Beendigung der Zeitzählung durch den nächstfolgenden HOME-Impuls, und die Zeit wieder in Millisekunden angezeigt. Auf diese Weise kann die Stabilität der Wellendrehzahl überwacht werden, wenn die Zeit zur Vervollständigung einer einzigen Umdrehung der Welle konstant dem Radausgleichsgewicht die Schutzhaube abgesenkt wird und daß der Drehschalter betätigt wird. Die Welle 23 beschleunigt auf eine relativ konstante Geschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereiches, in der hier beschriebenen Ausführungsform des Radausgleichers auf etwa 480 Umdrehungen pro Minute. Während die Welle sich kontinuierlich dreht, wird nach einem HOME- oder Bezugsimpuls gesucht. Wenn ein solcher Impuls gefunden worden ist, wird ein Kodiererzähler im Speicher mit wahlfreiem Zugriff auf 0 gesetzt.If the process is selected, it can only be started if no HOME pulse is found. If a HOME impulse partially goes through when the Process is introduced, this HODE impulse is ignored because it is desirable is to begin the process on the falling leading edge of the HOME pulse. If there is a transition from the absence of a HOME impulse to the presence of a HOME pulse is sampled, a series of time pulses is added to the time counter supplied for totaling. The next HOME impulse ends the time counting and the The counter reading or the count result is converted into a binary coded decimal number and displayed in the display 47 for the right weight in milliseconds. Thereafter will if the routine is not stopped by manual dialing and return to keyboard scanning is brought, as has been described above, the leading edge of a the following HOME impulse is searched for, the time accumulation is determined, the termination of the Time counting by the next HOME impulse, and the time again in milliseconds displayed. In this way, the stability of the shaft speed can be monitored, when the time to complete a single revolution of the shaft is constant to the Wheel balance weight, the protective hood is lowered and that the rotary switch is operated will. The shaft 23 accelerates to a relatively constant speed within of a predetermined speed range, in the embodiment described here of the wheel balancer to about 480 revolutions per minute. While the wave is rotates continuously, a HOME or reference pulse is searched for. When a such pulse has been found, an encoder counter in memory with random Access set to 0.

Wie vorstehend erwähnt, ist in der hier beschriebenen Ausführungsform die richtige Zahl, die an der Anzeige erscheinen sollte, 255. Der Zweck dieses Tests liegt darin, die den Meßgebern zugeordneten Komponenten auf Vollständigkeit hin zu überprüfen, und zwar bei der Betriebsgeschwindigkeit des Ap.parates. Wenn in der Anzeige eine Zahl erscheint, die von der richtigen Nummer verschieden ist, liegen Potentialstörungen vor, die mit optischen oder mechanischen Fehlern oder der Schaltung gemäß Figur 4 in Verbindung stehen.As mentioned above, in the embodiment described herein the correct number that should appear on the display, 255. The purpose of this test lies in the completeness of the components assigned to the sensors to be checked, namely at the operating speed of the device. If in a number different from the correct number appears on the display Potential disturbances, with optical or mechanical errors or the circuit according to Figure 4 are in connection.

Mit der Wahl des durch die Kodenummer F52 repräsentierten Prozesses müssen sowohl der Schalter, der anzeigt, daß die Schutz- oder Radhaube sich in ihrer abgesenktenWith the choice of the process represented by the code number F52 both the switch that indicates that the protective or wheel cover is in their lowered

Claims

Claims method for calibrating a shaft encoder, the information outputs via the angular position of a shaft (23), a display device (46, 47) is provided and a processor (61) for monitoring the outputs of the Encoder and for generating signals fed to the display device (46, 47) (2, HOME), which contains the data received concerning the outputs of the encoder and wherein a memory (RAM) associated with the processor for storing the information about the angular position is provided, which information is a Contains reference display and information about the increasing angle values, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the shaft (23) is rotated that the stored information about the angular position is retrieved from the memory (RAM) that the displays of the angular values are monitored during the shaft rotation and the current displays are compared with the stored information in order to determine whether to display a predetermined number of angular values between reference displays is obtained, and whether the angle value displays for a special direction of rotation of the Wave can be obtained in a predetermined sequence, and that the stored information is brought up to date by the continuously received information.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the recovered information about the angular position is converted into signals for the display device (46, 47) are suitable, and that the information represented by these signals in the display device (46, 47) is displayed.

3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h, n e t that the shaft (23) continuously at a speed from a predetermined Speed range is rotated that when monitoring the Anæeigen.der angle sum while the shaft rotation the reference display is scanned, a counter with the sampled reference value is set in motion, the counter contents each time one is displayed Angle value changed by one and the counter content between reference displays with a predetermined number is compared, whereby optical attenuation mechanical Aberrations and circuit malfunctions in components associated with the encoder can be determined during comparison

4. The method according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n n show that the counter content is in for the display device (46, 47) compatible signals is converted, and that the represented by these signals Information is displayed on the display device (46, 47).

5. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t that the shaft (23) with a speed of one predetermined speed range is rotated that in the method step in which Information is updated to the latest state, the angular value state, the delivered the last angle value, is stored in the memory (RAD), whereby with the last scanned angle value started a time counter is that when monitoring the angle value displays the time counter serial time pulses are supplied and added in it until an angle value display state occurs, which differs from the stored state, whereby for each angle value the Time count is compared with the count for the previous values, where the largest and the smallest obtained time count is stored, with the time counts be ended when the angle value count shows a full revolution of the shaft, and wherein a display of the largest and smallest time count is carried out, whereby a Display of the largest and smallest angle difference between angle value displays is obtained.

6. The method according to claim 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the angle value displays are obtained from binary signals which are for a given direction of rotation of the shaft (23) have a predetermined sequence of events, and that when comparing the time counts with the counts of the values, the value display sequence is scanned and a symbol is displayed, which is in accordance with the sequence gives a hint of it.

7. Method according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the shaft (23) with a speed of a predetermined Speed range is rotated that a time counter is set to zero that the Reference display is scanned that by scanning the reference display a Addition of serial time counting pulses in the time counter is triggered that the time counting completed when the next reference display takes place, and that the count obtained between two successive reference pulses is indicated is, whereby an indication of the speed stability of the shaft (23) obtained will.

8. The method according to claim 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the reference display has a pulse with a falling leading edge, and that a sampled reference pulse is ignored when it is sampled, after the falling leading edge has already passed.