JP2017090141A - 磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパレータ出力信号のデューティを温度変化に関係なく一定とする磁気式エンコーダを提供する。【解決手段】磁気式エンコーダ１の磁気検出体２からの出力信号３を第１入力端子５に入力するためのコンパレータ４と、コンパレータ４の第２入力端子６に入力するためのコンパレータ基準電圧７と、コンパレータ基準電圧７を発生するための基準電源８に接続された一対のサーミスタＴＨ１、ＴＨ２とを備え、出力信号３の温度変化による中性電圧の電圧変化に合わせて、コンパレータ基準電圧７が変化し、コンパレータ４からのコンパレータ出力信号１０のデューティを一定とする構成と方法である。【選択図】図１
Description
本発明は、磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法に関し、特に、基準電源にサーミスタを付加することにより、コンパレータ出力信号のデューティが変化しない（一定）ようにするための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種の磁気エンコーダ装置としては、文献名は開示していないが、図５に示すことができる。
すなわち、図５において符号１で示されるものは、磁気式エンコーダであり、前記磁気式エンコーダ１の図示しない歯車の歯の回転を検出する周知の磁気検出体２からの擬似サイン波からなるアナログ波形の出力信号３は、コンパレータ４の負側である第１入力端子５に入力されている。前記磁気検出体２は、周知の半導体素子からなり通称ＳＭＲと略される磁気検出素子が用いられている。
すなわち、図５において符号１で示されるものは、磁気式エンコーダであり、前記磁気式エンコーダ１の図示しない歯車の歯の回転を検出する周知の磁気検出体２からの擬似サイン波からなるアナログ波形の出力信号３は、コンパレータ４の負側である第１入力端子５に入力されている。前記磁気検出体２は、周知の半導体素子からなり通称ＳＭＲと略される磁気検出素子が用いられている。
前記コンパレータ４の正側である第２入力端子６には、コンパレータ基準電圧７を入力するための基準電源８が接続されている。
前記基準電源８は一対の互いに直列接続された電圧分割用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２と前記抵抗器Ｒ１に接続された電源ＶＤＤとから構成され、各抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点Ｐが前記第２入力端子６に接続されている。
前記コンパレータ４からは、周知のように矩形波状のコンパレータ出力信号１０が出力されるように構成されている。
前記基準電源８は一対の互いに直列接続された電圧分割用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２と前記抵抗器Ｒ１に接続された電源ＶＤＤとから構成され、各抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点Ｐが前記第２入力端子６に接続されている。
前記コンパレータ４からは、周知のように矩形波状のコンパレータ出力信号１０が出力されるように構成されている。
また、特許文献１には、磁気式リニアエンコーダを用いたシリアルプリンタ装置が示されており、このシリアルプリンタ装置は、図示していないが、記録手段を搭載して往復移動するためのキャリッジと、装置本体に配され磁気パターンを設けたスケール部と、前記キャリッジに搭載され該磁気パターンを読み取る磁気ヘッドと、を備える磁気式リニアエンコーダと、前記磁気ヘッドの検出に応じた信号を基準電圧と比較してパルス信号を出力するコンパレータと、前記基準電圧を変化させる基準電圧可変手段と、前記キャリッジの移動速度が一定であるときに前記コンパレータより出力された前記パルス信号のデューティ比を検出するデューティ検出回路と、を有し、前記デューティ検出回路の検出結果に基づいて、前記基準電圧を調整するシリアルプリンタ装置において、前記磁気ヘッド付近の温度を測定するサーミスタと、前記基準電圧を変化させたときに前記サーミスタで測定した温度を記憶するメモリ部と、を備え、前記装置本体の待機中に前記サーミスタで測定した温度と前記メモリ部に記憶された温度との差が所定値以上の場合には、前記デューティ検出回路により前記パルス信号のデューティ比を検出し、前記基準電圧を調整することを特徴とするシリアルプリンタ装置である。
従来の磁気式エンコーダ及びそれを用いた装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の図５の磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置においては、前記磁気検出体２を用いて磁気式エンコーダ１の磁気検出体１で歯車(図示せず)の回転を検出する場合、図６から図８の各波形図で示されるように、前記出力信号３のうちの中性電圧２０は温度上昇に伴って変化するが、前記基準電源８を構成するための一対の抵抗器Ｒ１，Ｒ２が温度ドリフトの少ない高精度のペア抵抗器であるため、前記コンパレータ基準電圧７は一定となっていた。
すなわち、前述の図５の磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置においては、前記磁気検出体２を用いて磁気式エンコーダ１の磁気検出体１で歯車(図示せず)の回転を検出する場合、図６から図８の各波形図で示されるように、前記出力信号３のうちの中性電圧２０は温度上昇に伴って変化するが、前記基準電源８を構成するための一対の抵抗器Ｒ１，Ｒ２が温度ドリフトの少ない高精度のペア抵抗器であるため、前記コンパレータ基準電圧７は一定となっていた。
そのため、前記中性電圧２０から前記コンパレータ基準電圧７（一定）を差し引いた電圧△Ｖは、常温では、図７のように０Ｖとなるように調整しているが、前記電圧△Ｖが温度上昇に伴って直線的に上昇し、前記コンパレータ出力信号１０が図５の正常時から図８で示される異常状態のように、そのデューティ（１周期）が大きく変化することになっていた。
従って、従来のコンパレータ出力信号を用いて、図示しない装置等の制御を行うと、装置の暴走又は停止となることがあり、正常な動作を行うことが困難となっていた。
従って、従来のコンパレータ出力信号を用いて、図示しない装置等の制御を行うと、装置の暴走又は停止となることがあり、正常な動作を行うことが困難となっていた。
また、前記コンパレータ出力信号１０が前述のように、温度上昇に伴ってデューティ変化を伴うため、前記コンパレータ出力信号１０が変化する許容範囲内でしか装置の制御は行えないことになっていた。
また、前述の特許文献１のシリアルプリンタ装置の場合、パルス信号のデューティ比を検出して基準電圧を調整するために、多くの部品を必要とし、回路構成が複雑となると共に、コストアップとなっていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、基準電源にサーミスタを付加することにより、コンパレータ出力信号のデューティが変化しないようにした磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置は、磁気式エンコーダの磁気検出体からの出力信号を第１入力端子に入力するためのコンパレータと、前記コンパレータの第２入力端子に入力するためのコンパレータ基準電圧と、前記コンパレータ基準電圧を発生するための基準電源に接続された一対のサーミスタと、を備え、前記出力信号の温度変化により変化する中性電圧の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧が変化し、前記コンパレータからのコンパレータ出力信号のデューティが一定であるようにした構成であり、また、本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正方法は、磁気エンコーダの磁気検出体からの出力信号を第１入力端子に入力するためのコンパレータと、前記コンパレータの第２入力端子に入力するためのコンパレータ基準電圧と、前記コンパレータ基準電圧を発生するための基準電源に接続された一対のサーミスタと、を用い、前記出力信号の温度変化による中性電圧の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧が変化し、前記コンパレータからのコンパレータ出力信号のデューティが一定となるようにした方法である。
本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、磁気式エンコーダの磁気検出体からの出力信号を第１入力端子に入力するためのコンパレータと、前記コンパレータの第２入力端子に入力するためのコンパレータ基準電圧と、前記コンパレータ基準電圧を発生するための基準電源に接続された一対のサーミスタと、を備え、前記出力信号の温度変化により変化する中性電圧の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧が変化し、前記コンパレータからのコンパレータ出力信号のデューティが一定である構成としたことにより、温度変化によるコンパレータ出力信号のデューティ変化を抑えて一定とすることができることにより、従来構成では使用することができない温度まで、磁気式エンコーダを用いて得たコンバータ出力信号を用いて装置等の制御を行うことができる。
また、本発明では、前述のような効果を得ることができることにより、従来のような温度ＩＣ等の温度センサとそのフィードバックによる補正のような、複雑でかつ多くの部品点数を用いる制御を用いることなく、一対のサーミスタの追加のみでコンパレータ出力信号のデューティを正常に保つことができ、高精度でデューティの安定したコンパレータ出力信号を得ることができる。
すなわち、磁気式エンコーダの磁気検出体からの出力信号を第１入力端子に入力するためのコンパレータと、前記コンパレータの第２入力端子に入力するためのコンパレータ基準電圧と、前記コンパレータ基準電圧を発生するための基準電源に接続された一対のサーミスタと、を備え、前記出力信号の温度変化により変化する中性電圧の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧が変化し、前記コンパレータからのコンパレータ出力信号のデューティが一定である構成としたことにより、温度変化によるコンパレータ出力信号のデューティ変化を抑えて一定とすることができることにより、従来構成では使用することができない温度まで、磁気式エンコーダを用いて得たコンバータ出力信号を用いて装置等の制御を行うことができる。
また、本発明では、前述のような効果を得ることができることにより、従来のような温度ＩＣ等の温度センサとそのフィードバックによる補正のような、複雑でかつ多くの部品点数を用いる制御を用いることなく、一対のサーミスタの追加のみでコンパレータ出力信号のデューティを正常に保つことができ、高精度でデューティの安定したコンパレータ出力信号を得ることができる。
本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法は、基準電源にサーミスタを付加することにより、コンパレータ出力信号のデューティを一定とすることである。
以下、図面と共に本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは、磁気式エンコーダであり、前記磁気式エンコーダ１の図示しない歯車の歯の回転を検出する磁気検出体２からのアナログ波形の出力信号３は、コンパレータ４の負側である第１入力端子５に入力されている。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものは、磁気式エンコーダであり、前記磁気式エンコーダ１の図示しない歯車の歯の回転を検出する磁気検出体２からのアナログ波形の出力信号３は、コンパレータ４の負側である第１入力端子５に入力されている。
前記コンパレータ４の正側である第２入力端子６には、コンパレータ基準電圧７を入力するための基準電源８が接続されている。
前記基準電源８は一対の互いに直列接続された電圧分割用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２と前記抵抗器Ｒ１に接続された電源ＶＤＤと、前記抵抗器Ｒ１に対して並列接続されたサーミスタＴＨ１及び前記抵抗器Ｒ２に対して並列接続されたサーミスタＴＨ２とから構成されている。
従って、前記基準電源８から出力される前記コンパレータ基準電圧７は、温度変化によって抵抗値が変化する各サーミスタＴＨ１，ＴＨ２により、連動して変化するように構成されている。
前記基準電源８は一対の互いに直列接続された電圧分割用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２と前記抵抗器Ｒ１に接続された電源ＶＤＤと、前記抵抗器Ｒ１に対して並列接続されたサーミスタＴＨ１及び前記抵抗器Ｒ２に対して並列接続されたサーミスタＴＨ２とから構成されている。
従って、前記基準電源８から出力される前記コンパレータ基準電圧７は、温度変化によって抵抗値が変化する各サーミスタＴＨ１，ＴＨ２により、連動して変化するように構成されている。
次に、前述の図１で示される磁気式エンコーダ１の磁気検出体１で歯車(図示せず)の回転を検出する場合、図２から図４の各波形図で示されるように、前記出力信号３のうちの中性電圧２０は、図６と同様に、温度上昇に伴って変化するが、前記基準電源８も前述のように、温度変化に伴って変化する。
前述の場合、（前記中性電圧２０−前記コンパレータ基準電圧７＝△Ｖ）の△Ｖは、図３で示されるように、前記中性電圧２０と前記コンパレータ基準電圧７の変化がほぼ同一であるため、常温で０Ｖとなるように予め調整された差電圧△Ｖは、温度が常温から高温となった場合でも、０Ｖを保つように一定であるため、前記コンパレータ出力信号１０の１周期であるデューティは、常に一定となり、安定した矩形波からなるコンパレータ出力信号１０を得ることができ、このコンパレータ出力信号１０によって図示しない装置等の高精度制御を行うことができる。
また、前述の差電圧△Ｖを得るための前記中性電圧−コンパレータ基準電圧のための減算処理は、図示しない制御部の中の減算処理部において減算処理されるように構成されている。
尚、本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、磁気式エンコーダ１の磁気検出体２からの出力信号３を第１入力端子５に入力するためのコンパレータ４と、前記コンパレータ４の第２入力端子６に入力するためのコンパレータ基準電圧７と、前記コンパレータ基準電圧７を発生するための基準電源８に接続された一対のサーミスタＴＨ１,ＴＨ２と、を備え、前記出力信号３の温度変化による中性電圧２０の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧７が変化し、前記コンパレータ４からのコンパレータ出力信号１０のデューティが一定である構成と方法である。
すなわち、磁気式エンコーダ１の磁気検出体２からの出力信号３を第１入力端子５に入力するためのコンパレータ４と、前記コンパレータ４の第２入力端子６に入力するためのコンパレータ基準電圧７と、前記コンパレータ基準電圧７を発生するための基準電源８に接続された一対のサーミスタＴＨ１,ＴＨ２と、を備え、前記出力信号３の温度変化による中性電圧２０の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧７が変化し、前記コンパレータ４からのコンパレータ出力信号１０のデューティが一定である構成と方法である。
本発明による磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法は、基準電源のコンパレータ基準電圧を中性電圧と同様に変化させることにより、コンパレータ出力信号のデューティを一定化できるため、装置等の制御を安定して行うことができる。
１ 磁気式エンコーダ
２ 磁気検出体
３ 出力信号
４ コンパレータ
５ 第１入力端子
６ 第２入力端子
７ コンパレータ基準電圧
８ 基準電源
１０ コンパレータ出力信号
２０ 中性電圧
ＶＤＤ 電源
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗器
ＴＨ１，ＴＨ２ サーミスタ
△Ｖ 差電圧
２ 磁気検出体
３ 出力信号
４ コンパレータ
５ 第１入力端子
６ 第２入力端子
７ コンパレータ基準電圧
８ 基準電源
１０ コンパレータ出力信号
２０ 中性電圧
ＶＤＤ 電源
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗器
ＴＨ１，ＴＨ２ サーミスタ
△Ｖ 差電圧
Claims (2)
- 磁気式エンコーダ(1)の磁気検出体(2)からの出力信号(3)を第１入力端子(5)に入力するためのコンパレータ(4)と、前記コンパレータ(4)の第２入力端子(6)に入力するためのコンパレータ基準電圧(7)と、前記コンパレータ基準電圧(7)を発生するための基準電源(8)に接続された一対のサーミスタ(TH1,TH2)と、を備え、
前記出力信号(3)の温度変化による中性電圧(20)の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧(7)が変化し、前記コンパレータ(4)からのコンパレータ出力信号(10)のデューティが一定である構成としたことを特徴とする磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置。 - 磁気式エンコーダ(1)の磁気検出体(2)からの出力信号(3)を第１入力端子(5)に入力するためのコンパレータ(4)と、前記コンパレータ(4)の第２入力端子(6)に入力するためのコンパレータ基準電圧(7)と、前記コンパレータ基準電圧(7)を発生するための基準電源(8)に接続された一対のサーミスタ(TH1,TH2)と、を用い、
前記出力信号(3)の温度変化による中性電圧(20)の電圧変化につれて、前記コンパレータ基準電圧(7)が変化し、前記コンパレータ(4)からのコンパレータ出力信号(10)のデューティが一定となるようにしたことを特徴とする磁気式エンコーダの出力信号波形補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015218192A JP2017090141A (ja) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2015218192A JP2017090141A (ja) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法 |
Publications (1)
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| JP2015218192A Pending JP2017090141A (ja) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 磁気式エンコーダの出力信号波形補正装置及び方法 |
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