JP2002031546A - Magnetic encoder - Google Patents

Magnetic encoder

Info

Publication number
JP2002031546A
JP2002031546A JP2000214017A JP2000214017A JP2002031546A JP 2002031546 A JP2002031546 A JP 2002031546A JP 2000214017 A JP2000214017 A JP 2000214017A JP 2000214017 A JP2000214017 A JP 2000214017A JP 2002031546 A JP2002031546 A JP 2002031546A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scale
coil
coils
scale coil
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000214017A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Miyata
宮田  俊治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitutoyo Corp, Mitsutoyo Kiko Co Ltd filed Critical Mitutoyo Corp
Priority to JP2000214017A priority Critical patent/JP2002031546A/en
Publication of JP2002031546A publication Critical patent/JP2002031546A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce and error due to a cross talk between two kinds of cycles to improve measurement precision in a magnetic encoder detecting an absolute position on the basis of two kinds of cycle signals. SOLUTION: A first scale coil 14 is arranged in the measurement direction at a cycle λ1/2, and a second scale coil 16 is arranged symmetrically with respect to the axis of this arrangement. In this way, a magnetic field formed by the second scale coil 16 is cancelled in the first scale soil 14 arrangement area, so that a cross talk between these scale coils is reduced. A wiring line connecting the first and second scale coils 14, 16 together is formed into a coil type connection coil. The connection coils adjacent to each other in the measurement direction are arranged proximately, and magnetic fields formed by them have no positional information and have less influence on position measurement.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スケールコイルに
より形成された測定方向に周期変化する磁束を、スケー
ルコイルと測定方向に相対移動する検出コイルで検出
し、その増減に基づき前記相対移動量を算出する磁気式
エンコーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of detecting a magnetic flux, which is formed by a scale coil and changes periodically in a measurement direction, by a detection coil relatively moving in the measurement direction with respect to the scale coil. The present invention relates to a magnetic encoder to be calculated.

【0002】[0002]

【従来の技術】所定の物理量の周期的変化を利用して二
つの物体の相対移動量を検出するエンコーダが知られて
いる。相対移動する物体の一方に固定されたスケールに
より、所定物理量の移動方向に関する周期的変化を形成
し、他方の物体に固定されたセンサによりこの周期変化
を検出して、周期数を計数することにより、相対移動量
が算出される。
2. Description of the Related Art An encoder is known which detects a relative movement amount between two objects by using a periodic change of a predetermined physical quantity. The scale fixed to one of the relatively moving objects forms a periodic change in the moving direction of the predetermined physical quantity, and the sensor fixed to the other object detects this periodic change and counts the number of periods. , The relative movement amount is calculated.

【0003】前記のエンコーダは、二つの物体の相対的
移動量を検出することができるが、相対位置を直接検出
することはできない。すなわち、基準の位置からの移動
量としてそのときの相対位置が検出されるのみである。
これに対して、異なる周期を有する複数のスケールを設
け、この複数の周期の最小公倍数にあたる周期内では、
絶対的な位置を検出することができる絶対値エンコーダ
が知られている。
The above-mentioned encoder can detect the relative movement amount of two objects, but cannot directly detect the relative position. That is, only the relative position at that time is detected as the movement amount from the reference position.
On the other hand, a plurality of scales having different periods are provided, and within a period corresponding to the least common multiple of the plurality of periods,
There is known an absolute encoder capable of detecting an absolute position.

【0004】一方、周期的に変化する物理量として、光
強度、静電容量などを利用したエンコーダが知られてい
る。
On the other hand, there is known an encoder that uses light intensity, capacitance, and the like as physical quantities that change periodically.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述の複数の周期に基
づき絶対位置を検出可能なエンコーダにおいて、複数の
周期の間での混信を防止する必要がある。
In an encoder capable of detecting an absolute position based on a plurality of cycles, it is necessary to prevent interference between the plurality of cycles.

【0006】本発明は、周期変化をする物理量として磁
束を用い、複数の周期により絶対位置を検出可能な磁気
式エンコーダにおいて、複数の周期の間での混信による
測定誤差を低減することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce a measurement error due to interference between a plurality of cycles in a magnetic encoder capable of detecting an absolute position in a plurality of cycles using a magnetic flux as a physical quantity that changes in a cycle. I do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および作用】前述の課題を
解決するために、本発明にかかる磁気式エンコーダにお
いては、コイルの対称性、周期性に配慮し、検出信号に
所望の周期以外の周期が乗ることを防止するまたは減少
させるように、コイルが配置されている。
In order to solve the above-mentioned problems, in a magnetic encoder according to the present invention, considering the symmetry and periodicity of the coil, the detection signal has a period other than a desired period. The coils are arranged to prevent or reduce riding.

【0008】本発明の一形態によれば、第1スケールコ
イルが測定方向に第1の周期で配列され、第2のスケー
ルコイルが前記第1スケールコイルの、測定方向の左右
に第2の周期で配列される。前記第2の周期は、第1の
周期の整数倍以外の値となっている。好ましくは、第2
の周期は、第1の周期の2倍に近い値である。第1スケ
ールコイルは、左右に配置された第2スケールに対し、
結合配線により交互に結合されている。すなわち、奇数
番目の第1スケールコイルが左側に配置された第2スケ
ールコイルに結合され、一方偶数番目の第1スケールコ
イルは右側の第2スケールコイルに結合される。このと
き、左右の第2スケールコイルは、第1スケールコイル
の配列の軸に対して対称に配置される。
According to one aspect of the present invention, the first scale coil is arranged at a first period in the measurement direction, and the second scale coil is arranged at the left and right sides of the first scale coil in the measurement direction. It is arranged by. The second cycle has a value other than an integral multiple of the first cycle. Preferably, the second
Is a value close to twice the first period. The first scale coil is, for the second scale arranged on the left and right,
They are alternately coupled by coupling wiring. That is, the odd first scale coils are coupled to the second scale coil disposed on the left side, while the even first scale coils are coupled to the second scale coil on the right side. At this time, the left and right second scale coils are arranged symmetrically with respect to the axis of the arrangement of the first scale coils.

【0009】この対象配置により、左右の第2スケール
コイルからの影響が、第1スケールコイルの配置された
部分において相殺し、混信が防止または減少する。
[0009] With this object arrangement, the influence from the left and right second scale coils is canceled out at the portion where the first scale coil is arranged, and interference is prevented or reduced.

【0010】さらに、前記結合配線は、コイルを形成
し、測定方向において隣り合うコイル同士が隣接するよ
うに配置されるものとすることができる。これにより、
結合配線が形成する磁界の、測定方向における変化が減
少され、位置情報を持たない磁界となる。したがって、
位置情報の測定に対する影響が減少される。
Further, the coupling wiring may form a coil, and may be arranged so that coils adjacent to each other in the measurement direction are adjacent to each other. This allows
The change in the magnetic field formed by the coupling wiring in the measurement direction is reduced, and the magnetic field has no position information. Therefore,
The influence on the measurement of the position information is reduced.

【0011】また、前記結合配線と前記第1スケールコ
イルの結合部は、第1スケールコイルの配列の軸の左右
各々の側において、前記の第1の周期の2倍に周期で配
置することができる。また、前記結合配線と前記第2ス
ケールコイルの結合部は前記第2の周期で配置すること
ができる。
[0011] Further, the coupling portion between the coupling wiring and the first scale coil may be arranged at a period twice as long as the first period on each of the left and right sides of the axis of the arrangement of the first scale coil. it can. Further, a coupling portion between the coupling wiring and the second scale coil may be arranged at the second period.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)を、図面に従って説明する。図1に
は、本実施形態の概略構成が示されている。図中矢印で
示す測定方向に延びるスケール10と、測定対象物と一
体、または所定の関係をもって、測定方向に移動可能な
スライダ12が配置されている。スケール10とスライ
ダ12の相対移動量または相対位置を検出することによ
り、測定対象物の移動量または位置が検出される。スケ
ール10には、測定方向に所定の規則をもって繰り返す
配線パターンが形成される。配線パターンは、測定方向
に1列に周期λ1/2で配置される第1スケールコイル
14と、第1スケールコイル14の両側にそれぞれ周期
λ2で配列される第2スケールコイル16と、第1およ
び第2スケールコイル14,16を結合する結合配線1
8を含む。一方、スライダ12にも配線パターンが形成
され、第1スケールコイル14に対応する位置に第1検
出コイル20が、第2スケールコイル16に対応する位
置に第2検出コイル22が配置されている。スライダ1
2には、さらに第2スケールコイル16に対応する位置
に第1励磁コイル24、第1スケールコイル14に対応
する位置に第2励磁コイル26が配置されている。
Embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of the present embodiment. A scale 10 extending in a measurement direction indicated by an arrow in the drawing and a slider 12 movable in the measurement direction are arranged integrally with the object to be measured or in a predetermined relationship. By detecting the relative movement amount or the relative position between the scale 10 and the slider 12, the movement amount or the position of the measuring object is detected. On the scale 10, a wiring pattern that repeats in a predetermined direction in the measurement direction is formed. Wiring pattern includes a first scale coils 14 arranged in a cycle lambda 1/2 in the measurement direction in a row, and the second scale coils 16 arranged in the respective period lambda 2 on both sides of the first scale coils 14, the Connection wiring 1 for connecting the first and second scale coils 14 and 16
8 inclusive. On the other hand, a wiring pattern is also formed on the slider 12, and the first detection coil 20 is disposed at a position corresponding to the first scale coil 14, and the second detection coil 22 is disposed at a position corresponding to the second scale coil 16. Slider 1
2, a first excitation coil 24 is disposed at a position corresponding to the second scale coil 16, and a second excitation coil 26 is disposed at a position corresponding to the first scale coil 14.

【0013】第1および第2励磁コイル24,26に
は、送信制御部28よりそれぞれ所定周波数の電流が流
される。この電流によって、スケールコイル14,16
内に流動電流が発生し、さらにこの誘導電流による磁界
を検出コイル20,22で受信する。受信制御部30で
は、検出コイル20,22で受信された強度に基づいて
スライダ12の移動量、位置の算出を行う。
A current of a predetermined frequency flows from the transmission control unit 28 to the first and second excitation coils 24 and 26, respectively. This current causes the scale coils 14, 16
A flowing current is generated in the inside, and the detection coils 20 and 22 receive a magnetic field due to the induced current. The reception control unit 30 calculates the amount of movement and the position of the slider 12 based on the intensity received by the detection coils 20 and 22.

【0014】図2には、配線パターンの詳細が示されて
いる。前述のように、第1スケールコイル14は、周期
λ1/2で測定方向に一列に配列される。第2スケール
コイル16は、第1スケールコイル14の配列の軸32
に対して対称に、2列に配置されている。以下の説明の
おいて、2列の第2スケールコイル16を区別する必要
がある場合は、図2中上方を16a、下方を16bの符
号を付して説明する。第2スケールコイル16は、それ
ぞれの列において、周期λ2で配列されている。また、
両側に配置される第2スケールコイル16a,16b
は、一つずつが対をなすように測定方向に同じ位置にそ
ろえて配置されている。
FIG. 2 shows details of the wiring pattern. As described above, the first scale coils 14 are arranged in a line in the measurement direction at a period λ 1/2 . The second scale coil 16 has an axis 32 of the array of the first scale coil 14.
Are symmetrically arranged in two rows. In the following description, when it is necessary to distinguish the two rows of the second scale coils 16, the upper and lower parts in FIG. 2 are denoted by reference numerals 16 a and 16 b, respectively. The second scale coils 16 are arranged with a period λ 2 in each row. Also,
Second scale coils 16a, 16b arranged on both sides
Are arranged at the same position in the measurement direction so that each pair forms a pair.

【0015】第1スケールコイル14と第2スケールコ
イル16は、結合配線18により1対1に結合されてい
る。一方の側の第2スケールコイル16に結合される第
1スケールコイル14は、図示するように一つ飛びであ
る。以下の説明において、結合される相手により第1ス
ケールコイル14を区別する必要がある場合は、第2ス
ケールコイル16aに接続されるものを符号14aを用
いて、また第2スケールコイル16bに接続されるもの
を符号14bを用いて説明する。図2においては、左か
ら奇数番目の第1スケールコイル14bが第2スケール
コイル16bに結合され、左から偶数番目の第1スケー
ルコイル14aが第2スケールコイル16aに結合され
る。また、第1スケールコイル14a,14bは、それ
ぞれ周期λ1で配置されることになる。また、周期λ1
λ2は近接する値ではあるが、等しくはない値である。
The first scale coil 14 and the second scale coil 16 are connected one-to-one by a connection wiring 18. The first scale coil 14 coupled to the second scale coil 16 on one side is one step as shown. In the following description, when it is necessary to distinguish the first scale coil 14 depending on the other party to be coupled, the one connected to the second scale coil 16a is denoted by reference numeral 14a and the one connected to the second scale coil 16b. Are described using reference numeral 14b. In FIG. 2, the odd-numbered first scale coil 14b from the left is coupled to the second scale coil 16b, and the even-numbered first scale coil 14a from the left is coupled to the second scale coil 16a. The first scale coils 14a, 14b will be located at each period lambda 1. Also, the period λ 1 ,
λ 2 is a close but unequal value.

【0016】結合配線18は、第1スケールコイル14
aと第2スケールコイル16aを結合する配線18a、
第1スケールコイル14bと第2スケールコイル16b
を結合する配線18bを含む。さらに、結合配線18
は、その一部がそれぞれコイル状に形成され、隣り合う
もの同士が隣接するよう、わずかの隙間をもって配列さ
れている。結合配線18のコイル形状の部分を、以降結
合コイル34と呼び、結合配線18aに対応する結合コ
イルは符号34aで、結合配線18bに対応する結合コ
イルは符号34bを付して説明する。
The coupling wiring 18 is connected to the first scale coil 14
a and a wiring 18a connecting the second scale coil 16a to the second scale coil 16a;
First scale coil 14b and second scale coil 16b
Are connected to each other. Further, the coupling wiring 18
Are formed in a coil shape, and are arranged with a slight gap so that adjacent ones are adjacent to each other. The coil-shaped portion of the coupling wiring 18 is hereinafter referred to as a coupling coil 34, and the coupling coil corresponding to the coupling wiring 18a is denoted by reference numeral 34a, and the coupling coil corresponding to the coupling wiring 18b is denoted by reference numeral 34b.

【0017】結合配線18は、さらに第1スケールコイ
ル14と結合コイル34を接続する第1接続部36と、
第2スケールコイル16と結合コイル34を接続する第
2接続部38を有する。第1および第2接続部36,3
8も、結合配線18aに属するものには、必要に応じて
添え字aを付し、結合配線18bに属するものにも同様
に添え字bを付して説明する。図に示されるとおり、第
1接続部36a,36bは、それぞれ第1スケールコイ
ル14a,14bの配列と同じ周期λ1で配列されてい
る。第2接続部38a,38bもそれぞれ第2スケール
コイル16a,16bの配列と同じ周期λ2で配列され
ている。また、第1および第2接続部36,38は、こ
れが接続するスケールコイル14,16の中心と、接続
部36,38の中心が測定方向に一致するように配列す
ることが好ましい。なお、第1および第2接続部36,
38は、短く形成されることが望ましく、接続部を構成
する対になる配線の間隔も狭いことが望ましい。第1お
よび第2接続部36,38を短くする一方、第1および
第2スケールコイル14,16の間隔は、所定の値を確
保しなければならないので、結合コイル34の測定方向
に延びる配線の間隔は広く形成されている。
The connection wiring 18 further includes a first connection portion 36 connecting the first scale coil 14 and the connection coil 34,
It has a second connecting portion 38 for connecting the second scale coil 16 and the coupling coil 34. First and second connection parts 36, 3
In FIG. 8 as well, those belonging to the coupling wiring 18a will be given the suffix a as needed, and those belonging to the coupling wiring 18b will be given the suffix b as well. As shown in figure, the first connecting portion 36a, 36b has a first scale coils 14a respectively, are arranged in the same period lambda 1 and the sequence of 14b. The second connection portions 38a and 38b are also arranged at the same cycle λ 2 as the arrangement of the second scale coils 16a and 16b, respectively. The first and second connecting portions 36 and 38 are preferably arranged such that the centers of the scale coils 14 and 16 to which they are connected and the centers of the connecting portions 36 and 38 coincide with the measurement direction. Note that the first and second connection portions 36,
38 is desirably formed to be short, and it is desirable that the distance between the paired wirings constituting the connection portion is also small. While the first and second connection portions 36 and 38 are shortened, the interval between the first and second scale coils 14 and 16 must have a predetermined value. The interval is formed widely.

【0018】スライダ12の第1および第2励磁コイル
24,26は、略長方形の形状を有する。第1励磁コイ
ル24は、第2スケールコイル16a,16bのそれぞ
れに対向して配置され、そのコイル形状である長方形
は、測定方向にほぼ2λ2の長さを有する。第2励磁コ
イル26は、第1スケールコイル14に対向して配置さ
れ、そのコイル形状である長方形は、測定方向にほぼ2
λ1の長さとなっている。第1および第2励磁コイル2
4,26には、別個に送信制御部28から電力が供給さ
れ、これにより第1および第2スケールコイル14,1
6に電流が誘起される。
The first and second exciting coils 24 and 26 of the slider 12 have a substantially rectangular shape. The first excitation coil 24 is disposed to face each of the second scale coils 16a and 16b, and the rectangular shape of the coil has a length of approximately 2λ 2 in the measurement direction. The second excitation coil 26 is disposed so as to face the first scale coil 14, and the rectangular shape of the coil is substantially two in the measurement direction.
λ 1 length. First and second excitation coils 2
4 and 26 are separately supplied with electric power from the transmission control unit 28, whereby the first and second scale coils 14, 1
Current is induced in 6.

【0019】スライダ12の第1および第2検出コイル
20,22は、第2および第1励磁コイル26,24と
重なる位置に配置される。しかし、電気的な絶縁は保た
れている。第1検出コイル20は、4個の菱形または正
方形を連ねた形状であり、図中配線が交差して見える部
分は、紙面に直交する方向に離れており、絶縁が確保さ
れている。前記4個の菱形の部分は、測定方向にλ1
2の周期で配列されている。第2検出コイル22は、第
1励磁コイル24に対応して2個配置されている。ま
た、第1検出コイル20と同様、4個の菱形または正方
形を連ねた形状であり、図中交差して見える部分につい
ても同様に絶縁されている。第12検出コイル22の菱
形の配列周期は、λ2/2である。第1および第2検出
コイル20,22は、前述のように第1および第2スケ
ールコイル14,16に流れる電流により発生した磁界
によって、電流が流れる。この電流を受信制御部30で
検出してその強度および強度変化を測定することによ
り、スライダ12の位置、移動量の測定が行われる。
The first and second detection coils 20, 22 of the slider 12 are arranged at positions overlapping the second and first excitation coils 26, 24. However, electrical insulation is maintained. The first detection coil 20 has a shape in which four rhombuses or squares are connected, and portions where wires appear to intersect in the drawing are separated in a direction perpendicular to the paper surface, and insulation is secured. The four diamond-shaped parts are λ 1 /
They are arranged in two cycles. Two second detection coils 22 are arranged corresponding to the first excitation coil 24. Further, like the first detection coil 20, it has a shape in which four rhombuses or squares are connected, and the portions that appear to intersect in the drawing are similarly insulated. Array period of the diamond twelfth detection coil 22 is lambda 2/2. As described above, current flows through the first and second detection coils 20 and 22 due to the magnetic field generated by the current flowing through the first and second scale coils 14 and 16. The position and the movement amount of the slider 12 are measured by detecting the current by the reception control unit 30 and measuring the intensity and the intensity change.

【0020】図3および図4には、本実施形態の磁気式
エンコーダの測定原理が示されている。図3は、第1励
磁コイル24および第1検出コイル20にかかる測定に
ついて説明するための図である。図示するように、2個
の第1励磁コイル24に逆位相の電流を流す。これによ
り第2スケールコイル16a,16bにも逆向きの電流
が流れる。この電流は、結合配線18a,18bで結合
されている第1スケールコイル14a,14bにも流
れ、測定方向に交互に配列された逆向きの磁界を形成す
る。この磁界によって、第1検出コイル20の4個の菱
形の部分には、交互に、図において逆回りの電流が誘起
されるが、これらの電流は、前述のような菱形の部分の
構成により合算される。この電流の強度は、第1スケー
ルコイル14と第1検出コイル20の測定方向の相対位
置によって変化する。すなわち、第1検出コイル20の
菱形の中心が、第1スケールコイル14の中心に一致す
る場合、最大値または最小値をとり、その間は、これら
のコイルの位相に応じた値となる。この電流値は、ほぼ
波長λ1の正弦波となる。
FIGS. 3 and 4 show the measurement principle of the magnetic encoder according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram for describing measurement relating to the first excitation coil 24 and the first detection coil 20. As shown, currents of opposite phases are applied to the two first exciting coils 24. As a result, a reverse current also flows through the second scale coils 16a and 16b. This current also flows through the first scale coils 14a, 14b coupled by the coupling wires 18a, 18b, and forms opposite magnetic fields alternately arranged in the measurement direction. The magnetic field induces alternating currents in the four rhombic portions of the first detection coil 20 alternately in the figure, but these currents are added together by the configuration of the rhombic portions as described above. Is done. The intensity of this current changes depending on the relative position of the first scale coil 14 and the first detection coil 20 in the measurement direction. That is, when the center of the rhombus of the first detection coil 20 coincides with the center of the first scale coil 14, the maximum value or the minimum value is obtained, and during that time, the value corresponds to the phase of these coils. This current value is substantially the wavelength lambda 1 of the sine wave.

【0021】図4は、第2励磁コイル26および第2検
出コイル22にかかる測定について説明するための図で
ある。図示するように、第2励磁コイル26に電流を流
す。これにより第1スケールコイル14a,14bに同
一の向きの電流が流れる。この電流は、結合配線18
a,18bで結合されている第2スケールコイル16
a,16bにも流れ、全て同一の向きの磁界を形成す
る。測定方向に隣り合う第2スケールコイル16a,1
6bの間の部分には、コイル16a,16b内に形成さ
れた磁界と逆向きの磁界が形成される。これらの磁界に
よって、第2検出コイル22の4個の菱形の部分には、
交互に、図において逆回りの電流が誘起されるが、これ
らの電流は、前述のような菱形の部分の構成により合算
される。この電流の強度は、第2スケールコイル16と
第2検出コイル22の測定方向の相対位置によって変化
する。すなわち、第2検出コイル22の菱形の中心が、
第2スケールコイル16の中心に一致する場合、最大値
または最小値をとり、その間は、これらのコイルの位相
に応じた値となる。この電流値は、ほぼ波長λ2の正弦
波となる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the measurement of the second exciting coil 26 and the second detecting coil 22. As shown, a current flows through the second excitation coil 26. As a result, currents in the same direction flow through the first scale coils 14a and 14b. This current is applied to the coupling wiring 18
a, the second scale coil 16 coupled at 18b
a, 16b, and form a magnetic field in the same direction. Second scale coils 16a, 1 adjacent in the measurement direction
A magnetic field opposite to the magnetic field formed in the coils 16a and 16b is formed in a portion between the coils 6a and 6b. Due to these magnetic fields, four diamond-shaped portions of the second detection coil 22
Alternately, currents in the opposite direction are induced in the figure, but these currents are added together by the configuration of the diamond-shaped portion as described above. The intensity of this current changes depending on the relative position of the second scale coil 16 and the second detection coil 22 in the measurement direction. That is, the center of the rhombus of the second detection coil 22 is
When the center coincides with the center of the second scale coil 16, the maximum value or the minimum value is taken, and during that time, the value is in accordance with the phase of these coils. This current value is almost the wavelength lambda 2 of the sine wave.

【0022】このように、スケール12の相対移動に応
じて、近接するが異なる波長λ1,λ2を有する二つの正
弦波信号を得ることができる。二つの正弦波信号の位相
関係は、λ1,λ2の最小公倍数Λを1波長とする周期関
数となる。言い換えれば、波長Λの範囲では、λ1,λ2
の位相関係から、スケール12の絶対位置が一意に決定
できる。波長Λ以上の測定については、1波長Λ移動す
るごとにそれを記憶し、1波長に達しない移動量につい
て前述のように二つの正弦波信号の位相関係から算出
し、これらを加算することにより、スケール12の全移
動量が算出される。
As described above, two sine-wave signals that are close to each other but have different wavelengths λ 1 and λ 2 can be obtained according to the relative movement of the scale 12. The phase relationship between the two sinusoidal signals is a periodic function with the least common multiple λ of λ 1 and λ 2 as one wavelength. In other words, in the range of the wavelength Λ, λ 1 , λ 2
, The absolute position of the scale 12 can be uniquely determined. As for the measurement of the wavelength Λ or more, it is stored every time the wavelength Λ moves, and the amount of movement that does not reach one wavelength is calculated from the phase relationship between the two sine wave signals as described above, and these are added. , The total movement amount of the scale 12 is calculated.

【0023】これら二つの波長λ1,λ2の検出におい
て、他方の影響を受けて誤差が生じる場合がある。例え
ば、図3において、第2スケールコイル16により発生
した磁界が、第1スケールコイル14に対し影響を与
え、第2スケールコイル16に流れる電流による磁界を
乱すことがある。また、結合配線18により磁界が発生
し、これが第1および第2スケールコイル14,16に
影響を与えることがある。
In detecting these two wavelengths λ 1 and λ 2 , an error may occur due to the influence of the other. For example, in FIG. 3, the magnetic field generated by the second scale coil 16 may affect the first scale coil 14 and disturb the magnetic field due to the current flowing through the second scale coil 16. Further, a magnetic field is generated by the coupling wiring 18, which may affect the first and second scale coils 14 and 16.

【0024】このような二つの波長検出に伴う相互の影
響を排除するための構成について、以下説明する。
A configuration for eliminating such mutual influence due to the detection of two wavelengths will be described below.

【0025】第2スケールコイル16a,16bは、前
述のように第1スケールコイルの配列の軸32に対して
対称に配置されている。したがって、図3に示されるよ
うに、第2スケールコイル16a,16bに逆位相の電
流が流れると、これらにより発生する磁界は、対称の軸
32の位置において相殺される。よって、第1スケール
コイル14により形成される磁界の検出に与える影響が
減少される。
The second scale coils 16a and 16b are arranged symmetrically with respect to the axis 32 of the arrangement of the first scale coils as described above. Therefore, as shown in FIG. 3, when currents of opposite phases flow through the second scale coils 16a and 16b, the magnetic fields generated by these currents are canceled at the position of the axis 32 of symmetry. Therefore, the influence on the detection of the magnetic field formed by the first scale coil 14 is reduced.

【0026】結合コイル34は、略長方形の形状に形成
され、測定方向に隣り合うもの同士が狭い間隔となるよ
うに隣接配置されている。これにより結合コイル34に
より発生する磁界は、測定方向に均一な、すなわち位置
情報を持たないものとなる。したがって、この磁界は、
第1および第2スケールコイル14,16に影響を与え
るものの、その影響は位置情報を持たないため、第1お
よび第2スケールコイル14,16に誘起される電流に
おいては直流となって現れる。この直流成分は、信号処
理系により排除することが可能であり、結果として結合
コイル34の影響が減少される。
The coupling coil 34 is formed in a substantially rectangular shape, and is disposed adjacent to each other in the measurement direction so that adjacent ones have a narrow interval. As a result, the magnetic field generated by the coupling coil 34 is uniform in the measurement direction, that is, has no positional information. Therefore, this magnetic field
Although it affects the first and second scale coils 14 and 16, the influence has no positional information, and therefore appears as direct current in the current induced in the first and second scale coils 14 and 16. This DC component can be eliminated by the signal processing system, and as a result, the influence of the coupling coil 34 is reduced.

【0027】さらに、第1接続部36a,36bは、そ
れぞれ第1スケールコイル14a,14bの配列周期と
等しい周期λ1で配列され、また、第1接続部36a,
36b同士では、λ1/2だけ、配列がずれている。し
たがって、第1接続部36a,36bにより形成される
磁界の周期は、第1スケールコイル14a,14bの磁
界の周期に一致するので、第1スケールコイル14a,
14bにより形成される磁界の波形が歪むことを防止で
きる。
Further, the first connection portions 36a and 36b are arranged at a period λ 1 equal to the arrangement period of the first scale coils 14a and 14b, respectively.
The arrangement between 36b is shifted by λ 1/2 . Therefore, the period of the magnetic field formed by the first connection portions 36a and 36b matches the period of the magnetic field of the first scale coils 14a and 14b, and therefore, the first scale coils 14a and 14b
Distortion of the waveform of the magnetic field formed by 14b can be prevented.

【0028】第2接続部38a,38bは、それぞれ第
2スケールコイル16a,16bの配列周期と等しい周
期λ2で配列され、第2接続部38a,38b同士は、
配列の軸32に対して対称な位置に配置される。第1接
続部36a,36bと同様、第2スケールコイル16
a,16bにより形成される磁界の波形が歪むことを防
止できる。また、配列の軸に対して対称な位置に配置さ
れているので、第1スケールコイル14に対しては、そ
れぞれの磁界が相殺するので、影響が小さくなってい
る。
The second connecting portions 38a and 38b are arranged at a period λ 2 equal to the arrangement period of the second scale coils 16a and 16b, respectively.
It is arranged at a position symmetrical with respect to the axis 32 of the array. Like the first connection portions 36a and 36b, the second scale coil 16
Distortion of the waveform of the magnetic field formed by a and 16b can be prevented. In addition, since they are arranged at positions symmetrical with respect to the axis of the arrangement, the magnetic fields of the first scale coil 14 cancel each other out, so that the influence is small.

【0029】また、各コイルにおいて、第1および第2
スケールコイル14,16はもちろん、結合配線18の
形状もほぼ同一に形成されているので、各コイルのイン
ダクタンスがほぼ等しくなり、浮遊回路要素による伝播
時間の変化を少なく抑えている。
In each coil, the first and second
Since the scale coils 14 and 16 as well as the coupling wiring 18 are formed to have substantially the same shape, the inductance of each coil is substantially equal, and the change in the propagation time due to the floating circuit element is suppressed to a small extent.

【0030】以上のようなコイル配置により、一方の周
期の測定にかかる磁界が、他方の周期の測定に影響を及
ぼす、いわゆるクロストークを抑えることができ、測定
精度が向上する。
With the above-described coil arrangement, so-called crosstalk, which is a magnetic field applied to the measurement of one cycle, which affects the measurement of the other cycle, can be suppressed, and the measurement accuracy is improved.

【0031】なお、本実施形態においては、二種の周期
で配列されたコイルを有するエンコーダについて説明し
たが、更に多く種類の周期のコイルを用いるものにも、
同様に適応できる。
In this embodiment, an encoder having coils arranged in two types of cycles has been described. However, an encoder using coils having more types of cycles may be used.
It can be adapted as well.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本実施形態の磁気式エンコーダの概略構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a magnetic encoder according to an embodiment.

【図2】 コイルの形状等の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a shape of a coil and the like.

【図3】 波長λ1に関する測定の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of measurement relating to a wavelength λ 1 .

【図4】 波長λ2に関する測定の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of measurement relating to a wavelength λ 2 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スケール、12 スライダ、14(14a,14
b) 第1スケールコイル、 16(16a,16b)
第2スケールコイル、18(18a,18b) 結合
配線、20 第1検出コイル、22 第2検出コイル、
24 第1励磁コイル、26 第2励磁コイル、28
送信制御部、30 受信制御部、32第1スケールコイ
ルの配列の軸、34(34a,34b) 結合コイル、
36(36a,36b) 第1接続部、38(38a,
38b) 第2接続部。
10 scale, 12 slider, 14 (14a, 14
b) 1st scale coil, 16 (16a, 16b)
2nd scale coil, 18 (18a, 18b) coupling wiring, 20 first detection coil, 22 second detection coil,
24 First excitation coil, 26 Second excitation coil, 28
Transmission control unit, 30 reception control unit, 32 axes of arrangement of first scale coil, 34 (34a, 34b) coupling coil,
36 (36a, 36b) first connection portion, 38 (38a,
38b) Second connection.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定方向に所定のパターンで配列された
スケールコイルと、 前記スケールコイルを励磁する励磁コイルと、 前記スケールコイルに対して測定方向に移動可能に配置
され、前記励磁されたスケールコイルの磁束を検出する
検出コイルと、 前記検出された磁束の変化から、前記スケールコイルと
検出コイルの相対移動量を算出する演算部と、を有し、 前記スケールコイルは、 測定方向に第1の周期で配列された第1スケールコイル
と、 前記第1スケールコイルの配列の軸に対して対称に配置
され、前記軸のそれぞれの側において前記第1の周期の
整数倍以外の周期である第2の周期で配列された第2の
スケールコイルと、 前記第1と第2スケールコイルを1対1で結合し、また
第1スケールコイルを、前記軸の左右の第2スケールコ
イルに交互に結合する結合配線と、を有する、磁気式エ
ンコーダ。
1. A scale coil arranged in a predetermined pattern in a measurement direction, an excitation coil for exciting the scale coil, and the excited scale coil arranged so as to be movable in the measurement direction with respect to the scale coil. A detection coil that detects the magnetic flux of the scale coil, and a calculation unit that calculates a relative movement amount of the scale coil and the detection coil from a change in the detected magnetic flux, wherein the scale coil has a first direction in a measurement direction. A first scale coil arranged in a cycle, and a second scale coil arranged symmetrically with respect to an axis of the array of the first scale coil and having a cycle other than an integral multiple of the first cycle on each side of the axis. A second scale coil arranged at a period of 1 and the first and second scale coils are connected in a one-to-one relationship, and the first scale coil is connected to a second scale on the left and right of the axis. Having a coupling line for coupling alternating Rukoiru, magnetic encoder.
【請求項2】 請求項1に記載の磁気式エンコーダにお
いて、前記結合配線は、隣り合うもの同士が隣接するよ
うに配線された結合コイルを形成している、磁気エンコ
ーダ。
2. The magnetic encoder according to claim 1, wherein the coupling wiring forms a coupling coil wired such that adjacent ones are adjacent to each other.
【請求項3】 請求項1または2に記載の磁気式エンコ
ーダにおいて、 前記結合配線と前記第1スケールコイルの結合部が、当
該第1スケールコイルの配列の軸の各々の側において、
測定方向に前記第1の周期の2倍の周期で配列されてお
り、 前記結合配線と前記第2スケールコイルの結合部が、測
定方向に前記第2の周期で配列されている、磁気式エン
コーダ。
3. The magnetic encoder according to claim 1, wherein the coupling portion between the coupling wire and the first scale coil is provided on each side of an axis of the array of the first scale coil.
A magnetic encoder, wherein the magnetic encoder is arranged in the measurement direction at a period twice as long as the first period, and the coupling portion between the coupling wiring and the second scale coil is arranged at the second period in the measurement direction. .
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の磁気式
エンコーダにおいて、前記第1の周期の2倍の値と前記
第2の周期とが、近接した値である磁気式エンコーダ。
4. The magnetic encoder according to claim 1, wherein a value twice as long as said first period and said second period are close to each other.
JP2000214017A 2000-07-14 2000-07-14 Magnetic encoder Pending JP2002031546A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000214017A JP2002031546A (en) 2000-07-14 2000-07-14 Magnetic encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000214017A JP2002031546A (en) 2000-07-14 2000-07-14 Magnetic encoder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002031546A true JP2002031546A (en) 2002-01-31

Family

ID=18709674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000214017A Pending JP2002031546A (en) 2000-07-14 2000-07-14 Magnetic encoder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002031546A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6646434B2 (en) 2001-10-12 2003-11-11 Mitutoyo Corporation Magnetic encoder
JP2010210472A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Mitsutoyo Corp Induction detecting type rotary encoder
AT510240A3 (en) * 2010-08-04 2015-11-15 Bosch Gmbh Robert POSITION MEASURING DEVICE WITH RIM COMPENSATION
JP2018119917A (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社ミツトヨ Induction detecting type rotary encoder

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6646434B2 (en) 2001-10-12 2003-11-11 Mitutoyo Corporation Magnetic encoder
JP2010210472A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Mitsutoyo Corp Induction detecting type rotary encoder
AT510240A3 (en) * 2010-08-04 2015-11-15 Bosch Gmbh Robert POSITION MEASURING DEVICE WITH RIM COMPENSATION
AT510240B1 (en) * 2010-08-04 2015-11-15 Bosch Gmbh Robert POSITION MEASURING DEVICE WITH RIM COMPENSATION
JP2018119917A (en) * 2017-01-27 2018-08-02 株式会社ミツトヨ Induction detecting type rotary encoder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6646434B2 (en) Magnetic encoder
US7906958B2 (en) Electromagnetic induction type encoder
EP1881299B1 (en) Inductive position sensor
US6124708A (en) Position detection using a spaced apart array of magnetic field generators and plural sensing loop circuits offset from one another in the measurement direction
US6329813B1 (en) Reduced offset high accuracy induced current absolute position transducer
US7049924B2 (en) Electromagnetic induction type position sensor
US5998990A (en) Pitch-compensated induced current position transducer
JPH11223505A (en) Induction type position measurement device
JP2011226894A (en) Electromagnetic induction encoder
JP6877829B2 (en) Electromagnetic induction type displacement detector and measuring instrument using it
JP6373717B2 (en) Encoder
JP2002031546A (en) Magnetic encoder
US20220120551A1 (en) Inductive Position Measuring Sensor
JP2004333417A (en) Magnetic encoder
JP3806331B2 (en) Magnetic encoder slider
JP2653011B2 (en) Inductosin substrate
JP2003247862A (en) Induction-type position transducer
JP7431032B2 (en) electromagnetic induction encoder
JP2020056754A (en) Electromagnetic induction encoder
JP7346879B2 (en) magnetic linear sensor
JP2012108074A (en) Electromagnetic induction encoder
JP2002022488A (en) Induction-type transducer
SU750260A1 (en) Machine-tool assembly relative-displacement transducer
JP2024035175A (en) Electromagnetic induction encoder utilizing slanted scale pattern
JP2014095651A (en) Induction type displacement detection device