JP2008008903A - 位置測定装置での傾斜誤差算出用の回路配置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1つの増分トラックを位置測定装置がスケール本体上に有する位置測定装置での傾斜誤差算出用の回路配置が提案される。走査装置は測定方向と垂直に第1走査領域と、第2走査領域とを有し、それによって第1走査領域による少なくとも1つの増分トラックの読出し時に少なくとも1つの第1位置信号と、第2走査領域による読出し時に少なくとも1つの第2位置信号とが発生可能である。少なくとも1つの第1位置信号と、少なくとも1つの第2位置信号とが演算ユニットに供給され、演算ユニットの中で少なくとも1つの第1位置信号と、少なくとも1つの第2位置信号とから加算操作および/または減算操作によって少なくとも1つの傾斜誤差信号が発生可能であり、傾斜誤差信号の振幅は傾斜角度によって決定され、かつ傾転角度の基準である。
【選択図】図1b
Description
例1に対する演算ユニット100の構造の変形態様は図3aに示されている。これは2つの入力信号の間の差分の形成に適している当業者に公知の差分増幅回路である。
図3bは演算ユニット100のもう1つの原理構造を示す。この場合は出力部で4つの上部入力信号の合計と4つの下部入力信号の合計とからの差分を形成する8つの入力部を有する差分増幅器である。この種の差分増幅器は多重減算器としても知られている。第1傾斜誤差信号VK1の形成に対して、ここで4つの第1位置信号V0_1、V90_1、V180_1、V270_1と、4つの第2位置信号V0_2、V90_2、V180_2、V270_2とが使用される。第1傾斜誤差信号VK1の結果としてこの場合以下が生じる。
Claims (21)
- スケール本体(10)で走査装置(20)のガイドが実施され、かつ走査装置(20)がスケール本体(10)に対して相対運動中に変化する傾転角度(Θ)だけ回転された測定方向(X)にスケール本体(10)と相対的に可動する走査装置(20)によって読取り可能である少なくとも1つの増分トラック(11)をスケール本体(10)上に有する位置測定装置(1)での傾斜誤差算出用の回路配置において、
−走査装置(20)が測定方向(X)と垂直に第1走査領域(21)と、第2走査領域(31)とを有し、
−第1走査領域(21)による少なくとも1つの増分トラック(11)の読出し時に少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と、第2走査領域(31)による読出し時に少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とが発生可能である回路配置であって、
−少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と、少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とが演算ユニット(100)に供給され、この演算ユニットによって少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と、少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とから加算操作および/または減算操作によって少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)が発生可能であり、該傾斜誤差信号の振幅が傾転角度(Θ)の基準である傾斜角度(ψ)によって決定されることを特徴とする、回路配置。 - 演算ユニット(100)が少なくとも1つの差分増幅器(101、102)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の回路配置。
- 評価ユニット(120)内で少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)から傾転角度(Θ)に相当する傾斜誤差値(VR)が算出可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の回路配置。
- 演算ユニット(100)が第1傾斜誤差信号(VK1)を形成する第1差分増幅器(101)と、第2傾斜誤差信号(VK2)を形成する第2差分増幅器(102)とを含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の回路配置。
- 第1傾斜誤差信号(VK1)および第2傾斜誤差信号(VK2)が90°の位相シフトを有し、評価ユニット(120)内で第1傾斜誤差信号(VK1)と第2傾斜誤差信号 (VK2)とから形成された複雑な位置信号の量を算出可能であることを特徴とする、請求項4に記載の回路配置。
- 第1傾斜誤差信号(VK1)が傾斜角度(ψ)の正弦に、かつ第2傾斜誤差信号(VK2)が傾斜角度(ψ)の余弦に依存することを特徴とする、請求項4に記載の回路配置。
- 評価ユニット(120)内で傾斜誤差値(VK)として第1傾斜誤差信号(VK1)と第2傾斜誤差信号(VK2)とからの商が算出可能であることを特徴とする、請求項6に記載の回路配置。
- 第2差分増幅器(102)がさらに第2傾斜誤差信号(VK2)に対して180°の位相シフトを有する第3傾斜誤差信号(VK3)を発生することを特徴とする、請求項6または7に記載の回路配置。
- 評価ユニット(120)が、計数ユニット124の出力が傾斜誤差値(VR)である該計数ユニットを含み、計数ユニット(124)の計数方向が比較器(123)の出力部によって決定され、該比較器の入力部に第1傾斜誤差信号(VK1)と、1つの基準信号とが接続され、トリガユニット(125)により第1傾斜誤差信号(VK1)の極大または極小時に計数ユニット(124)の計数パルスが発生可能であり、基準信号が計数ユニット(124)の計数状態に基づき、基準信号と第1傾斜誤差信号(VK1)の振幅とが近似するように変化可能であることを特徴とする、請求項7または8に記載の回路配置。
- 第2傾斜誤差信号(VK2)および第3傾斜誤差信号(VK3)が評価ユニット(120)でnタップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)を有する分圧器(121)の外部端子に接続され、タップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)の各々1つが切換ユニット(122)を利用して基準信号として比較器(123)に接続可能であり、切換ユニット(123)にタップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)の選択のために計数ユニット(124)の計数状態が供給されることを特徴とする、請求項9に記載の回路配置。
- トリガユニット(125)が第3差分増幅器(126)と零通過検出器(127)とを含み、第3差分増幅器(126)が少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とからトリガ信号 (VT)を発生し、このトリガ信号が第1傾斜誤差信号(VK1)に対して90°だけ位相シフトしており、トリガ信号(VT)が零通過検出器(127)に供給され、前記検出器がトリガ信号(VT)の正または負の零通過時に1つの計数パルスを計数ユニット(124)に出力することを特徴とする、請求項9または10に記載の回路配置。
- スケール本体(10)で走査装置(20)のガイドが実施され、かつ走査装置(20)がスケール本体(10)に対して相対運動中に変化する傾転角度(Θ)だけ回転された測定方向(X)にスケール本体(10)と相対的に可動する走査装置(20)によって読取り可能である少なくとも1つの増分トラック(11)をスケール本体(10)上に有する位置測定装置(1)での傾斜誤差算出方法において、
−走査装置(20)が測定方向(X)と垂直に第1走査領域(21)と、第2走査領域(31)とを有し、
−第1走査領域(21)による少なくとも1つの増分トラック(11)の読出し時に少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と、第2走査領域(31)による読出し時に少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とが発生可能である方法であって、
−演算ユニット(100)で少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とから加算操作および/または減算操作によって少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)が発生可能であり、該傾斜誤差信号の振幅が傾転角度(Θ)の基準である傾斜角度(ψ)によって決定されることを特徴とする方法。 - 少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)が少なくとも1つの差分増幅器(101、102)によって発生されることを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 評価ユニット(120)で少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)から傾転角度(Θ)に相当する傾斜誤差値(VR)が算出されることを特徴とする、請求項12または13に記載の方法。
- 演算ユニット(100)で第1差分増幅器(101)により第1傾斜誤差信号(VK1)と、第2差分増幅器(102)により第2傾斜誤差信号(VK2)とが発生されることを特徴とする、請求項12または14に記載の方法。
- 第1傾斜誤差信号(VK1)および第2傾斜誤差信号(VK2)が90°の位相シフトを有し、評価ユニット(120)で傾斜誤差値(VR)として第1傾斜誤差信号(VK1)および第2傾斜誤差信号(VK2)から形成された複雑な位置信号の量が算出されることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 第1傾斜誤差信号(VK1)が傾斜角度(ψ)の正弦に、かつ第2傾斜誤差信号(VK2)が傾斜角度(ψ)の余弦に依存し、評価ユニット(120)で傾斜誤差値(VR)を算出するために第1傾斜誤差信号(VK1)と第2傾斜誤差信号(VK2)とからの商が形成されることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 比較器(123)で基準信号と第1傾斜誤差信号(VK1)の比較時に計数ユニット (124)の計数状態が傾斜誤差値(VR)である計数方向が規定され、トリガユニット(125)が第1傾斜誤差信号(VK1)の極大または極小で計数ユニット(124)へ1つの計数パルスを送信し、基準信号が計数ユニット(124)の計数状態に基づき、基準信号と第1傾斜誤差信号(VK1)の振幅とが近似するように変化されることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 演算ユニット(100)でさらに第2傾斜誤差信号(VK2)に対して180°の位相シフトを有する第3傾斜誤差信号(VK3)が形成され、第2傾斜誤差信号(VK2)および第3傾斜誤差信号(VK3)が評価ユニット(120)でnタップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)を有する分圧器(121)の外部端子に接続され、タップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)の各々1つが切換ユニット(122)を利用して基準信号として比較器(123)に接続可能であり、切換ユニット(123)にタップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)の選択のために計数ユニット(124)の計数状態が供給されることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- トリガユニット(125)で第3差分増幅器(126)を利用して少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とから1つのトリガ信号(VT)が発生され、このトリガ信号が第1傾斜誤差信号(VK1)に対して90°だけ位相シフトしており、トリガ信号(VT)が零通過検出器(127)に供給され、前記検出器がトリガ信号(VT)の正または負の零通過時に1つの計数パルスを計数ユニット(124)へ出力することを特徴とする、請求項18または19に記載の方法。
- 位置測定装置が請求項1から10のいずれか一項に記載の傾斜誤差算出用の回路配置を含むことを特徴とする、位置測定装置。
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