JP2593955B2 - エンコーダ - Google Patents

エンコーダ

Info

Publication number
JP2593955B2
JP2593955B2 JP25889390A JP25889390A JP2593955B2 JP 2593955 B2 JP2593955 B2 JP 2593955B2 JP 25889390 A JP25889390 A JP 25889390A JP 25889390 A JP25889390 A JP 25889390A JP 2593955 B2 JP2593955 B2 JP 2593955B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
absolute pattern
absolute
pattern
encoder
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25889390A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04136715A (ja
Inventor
真澄 鈴木
Original Assignee
オ−クマ株式会社
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 オ−クマ株式会社 filed Critical オ−クマ株式会社
Priority to JP25889390A priority Critical patent/JP2593955B2/ja
Publication of JPH04136715A publication Critical patent/JPH04136715A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2593955B2 publication Critical patent/JP2593955B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンコーダに関し、特にアブソリュート型
のエンコーダに関する。
(従来の技術) 従来のアブソリュート型エンコーダでは、被検出体の
位置を直接検出するためのアブソリュート・パターンと
してグレーイコード等が用いられていた。また、従来に
おける他のアブソリュート型エンコーダとしては第4図
に示すようなものもある。同図に示すエンコーダにおい
ては、回転体1に透磁材よりなるギア2と2進信環乱数
数列に従ったパターンを外周上に有する透磁材の円板3
とが取り付けられ、永久磁石(図示せず)を有した磁気
センサ4a,4b及び105a〜105dはそれぞれギア2及び円板
3の外周から一定距離離れた所に配置されている。磁気
センサ4a,4bからは2相交流信号Ea=Vsinθ+Vo,Eb=Vc
osθ+Voが出力され、磁気センサ105a〜105dからは円板
3の外周形状に応じた信号が出力される。サンプル・ア
ンド・ホールド(S/H)回路13a〜13dはそれぞれ磁気セ
ンサ105a〜105dからの出力信号の瞬時値をとらえ、コン
パレータ14a〜14dのそれぞれはそれらの瞬時値の2値化
を行なう。乱数変換回路16は、コンパレータ14a〜14dか
ら出力される2進循環乱数コードを入力して第3図に示
す対応に基づいて絶対位置情報の上位桁である上位桁信
号PUPに変換する。磁気センサ4a,4bにより検出されたそ
れぞれの信号Ea,Ebは、サンプル・アンド・ホールド回
路10a,10b及びアナログ/デジタル変換回路11a,11bによ
りデジタル信号化され、演算回路12にて(1)式の演算
が施される。
加算回路17は、そのように演算されたギア2の1歯内
の絶対位置θである内挿信号と前述の上位桁信号PUP
を加算した信号を出力することにより、被検出体である
回転体の絶対位置を高精度に検出している。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上述したアブソリュート・パターンとして
グレイコード等を用いた従来のエンコーダにおいては、
検出分解能を向上させようとするとアブソリュート・パ
ターンのパターン数を増やす必要があるため、それに応
じてトラック数が増し、装置の小型化が困難であり、ま
た、構造が複雑になるという問題点があった。
一方、2進循環乱数コードを用いた第4図に示すエン
コーダの場合には、アブソリュート・パターンのトラッ
ク数が少なく、高分解能を有するが、アブソリュート・
パターンを検出する磁気センサ105a〜105dの出力信号は
第2図(c)に示すように円板の形状変化部分での追従
性が悪く、信号は急峻な変化を示さない。従って、位置
情報を読み込みタイミングが円板の形状変化部分になっ
た場合、コンパレータ14a〜14dのスレッショルド電圧Vo
と磁気センサ105a〜105dの出力信号電圧が近いため、円
板の加工精度,取り付け精度のバラツキ及びコンパレー
タ,センサ素子等の特性差異等によりアブソリュート・
パターンを誤検出する可能性があり、信頼性が低いとい
う問題点があった。
本発明は上述のような事情から成されたものであり、
本発明の目的は、アブソリュート・パターンのトラック
数を削減して装置を小型化するとともに、高分解能で誤
検出が少なく高い信頼性を有するエンコーダを提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、特にアブソリュート型のエンコーダに関す
るものであり、本発明の上記目的は、被検出体に対する
移動部又は固定部の一方に設けられたアブソリュート・
パターンを検出方向の異なる位置で読み取ることにより
複数組のアブソリュート・パターン信号を検出するアブ
ソリュート・パターン信号検出手段と、前記アブソリュ
ート・パターン信号のパターン幅の整数倍の周期を有す
る情報を検出して位置情報の下位桁である内挿位置信号
を発生する内挿位置検出手段と、前記内挿位置信号に基
づいて前記複数組のアブソリュート・パターン信号のう
ちの1組を選択する選択手段と、前記選択手段により選
択されたアブソリュート・パターン信号を前記位置情報
の上位桁に変換する変換手段と、前記上位桁の信号と前
記内挿位置信号より前記被検出体の位置を演算する演算
手段とを具備することによって達成される。
(作用) 本発明にあっては、アブソリュート・パターンを複数
箇所において検出し、内挿位置信号の位置情報に基づい
て、パターンの変化部分を避けた位置でアブソリュート
・パターンを検出している信号を常に選択することによ
り、正確なアブソリュート・パターンを確定させて上位
桁位置信号を検出するようにしているので、誤検出が少
なくなり信頼性が向上する。
(実施例) 以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。
第1図は、本発明によるエンコーダの一実施例の概略
構成図である。同図において、回転体1に透磁材よりな
るギア2と2進循環乱数数列に従ったパターンを外周上
に有する円板3とが取り付けられ、永久磁石(図示せ
ず)を有した磁気センサ4a,4bはギア2の外周から、ま
た磁気センサ5a〜5d,6a〜6dは円板3の外周からそれぞ
れ一定距離離れた所に配置されている。
内挿位置信号検出手段は、ギア2,磁気センサ4a,4b,サ
ンプル・アンド・ホールド回路10,アナログ/デジタル
変換回路11及び演算回路12から成る。磁気センサ4a,4b
は2相交流信号Ea=Vsinθ+Vo,Eb=Vcosθ+Voを出力
し、この2相交流信号はサンプル・アンド・ホールド回
路10及びアナログ/デジタル変換回路11によりデジタル
信号化される。演算回路12は、(2)式に示す演算を行
なうことにより、ギア一歯内の絶対位置θである内挿位
置信号を出力する。
一方、アブソリュート・パターン信号検出手段は、円
板3,磁気センサ5a〜5d,6a〜6d,サンプル・アンド・ホー
ルド回路135a〜136d及びコンパレータ145a〜146dから成
り、磁気センサ5a〜5d,6a〜6dはギヤ2の一歯のピッチ
をλとして交互にそれぞれλ/2だけ離れた位置に配置さ
れている。このような配置により磁気センサ5a〜5d,6a
〜6dの出力信号は内挿位置信号の一周期を360゜として
互いに180゜位相の異なる信号となる。また、磁気セン
サ4aと磁気センサ5aとは回転軸の軸方向に同一直線上に
配置されている。サンプル・アンド・ホールド回路135a
〜136dは、サンプル・アンド・ホールド回路10と同じタ
イミングで磁気センサ5a〜5d,6a〜6dの出力信号の瞬時
値を取り込み、コンパレータ145a〜146dのそれぞれはこ
れらの信号の2値化を行なう。パターン信号選択手段15
は、内挿位置信号の位置情報θに応じてコンパレータ14
からの出力信号群D5a〜D5dもしくはD6a〜D6dのどちらか
を選択する。つまり、内挿位置信号の位置情報θが0゜
<θ≦90゜のときは、D6a〜D6d、90゜<θ≦270゜のと
きはD5a〜D5d、270゜<θ≦360゜のときはD6a〜D6dを選
択する。変換手段である乱数変換回路16は、第3図に示
すように、選択された信号群で表される2進循環乱数コ
ードを絶対位置に変換し、上位桁位置信号PUPとして出
力する。演算手段である加算器17は、上位桁位置信号P
UPと内挿位置信号θを加算した信号を出力し、被検出体
の高精度な絶対位置を検出する。ここで第2図を参照し
てアブソリュート・パターンの選択についてさらに詳し
く説明する。第2図(A)は磁気センサ4a,4bとギア2
の外周の一部を示す図であり、第2図(B)は磁気セン
サ5a〜5d,6a〜6dと円板3の外周の一部を示す図であ
り、第2図(C)は磁気センサからの出力信号の概略を
示す図である。第2図(C)に示すように一般に磁気セ
ンサの出力信号は、アブソリュート・パターン検出用円
板の外周形状の変化部分を急峻にしても急峻な変化を示
さない。従って、位置情報を読み込むタイミングがこの
変化部分になるとコンパレータのスレッショルド電圧Vo
と磁気センサ5a〜5dの出力信号の電圧が近くなるため、
アブソリュート・パターンを読み誤る可能性がある。し
かしながら、このとき磁気センサ6a〜6dは円板3の形状
変化部分から十分離れているので、磁気センサ6a〜6dの
出力電圧はスレッショルド電圧Voから十分に離れた電圧
レベルになっている。この場合、アブソリュート・パタ
ーン信号検出用の信号として磁気センサ6a〜6dの出力信
号S6a〜S6dを用いれば正確なアブソリュート・パターン
を検出できる。従って、内挿位置信号θの値に応じて磁
気センサのどれかを適当に選べば、常に正確なアブソリ
ュート・パターンが検出できる。すなわち、0゜<θ≦
90゜のときは磁気センサ6a〜6dの信号S6a〜S6d、90゜<
θ≦270゜のときは磁気センサ5a〜5dの信号S5a〜S5d、2
70゜<θ≦360゜のときは磁気センサ6a〜6dの信号S6a
S6dを選んで用いればよい。
上記の実施例では、磁気センサ4aと磁気センサ5aの位
相が揃っている場合について説明したが、本発明はこれ
に限るものでなく、ギヤ2及び円板3の取り付け状態等
により磁気センサ4a,5aの位相がずれている場合でも、
位相のずれを記憶素子などに記憶させておき、内挿位置
信号θにこの位相のずれ分を加算あるいは減算すること
により内挿位置信号θの値を決定することができる。
また、実施例では、内挿位置信号の検出周期とアブソ
リュート・パターンのパターン幅が一致する場合につい
て説明したが、内挿位置信号の検出周期をアブソリュー
ト・パターンのパターン幅の整数倍としてもよい。
また、本発明の実施例では、位置情報の上位桁の検出
のためのアブソリュート・パターンとして2進循環乱数
数列の場合を説明したが、他のアブソリュート・パター
ンでも、パターンの変化部分において誤検出する可能性
が大きい場合には適用できる。
更に、上記の実施例では、磁気センサを用いた回転位
置を読み取るためのロータリーエンコーダについて説明
したが、アブソリュート・パターン及び内挿位置検出用
パターンを直線的にすれば本発明の直線位置を読み取る
ためのリニアエンコーダにも応用できる。
また、実施例に挙げた磁気センサに限らず、他の検出
方式にも適用できる。例えば、ドラムに着磁をおこな
い、磁気センサにてこの着磁を検出する方法や、光学式
等の検出方法により上位桁位置信号及び内挿位置信号を
検出する方法を採用したエンコーダ等にも適用できる。
(発明の効果) 以上のように本発明のエンコーダによれば、アブソリ
ュート・パターンの検出を位相の異なる複数の場所で検
出し、位相の異なる複数の場所で検出された信号群の中
から内挿位置情報に基づいて、正確な信号を選択しアブ
ソリュート・パターンを検出することにより、誤検出が
少なく信頼性の高い位置検出が可能となる。また、アブ
ソリュート・パターンとして2進循環乱数数列を用いれ
ば、トラック数が少なくなり、小型でしかも高精度な位
置検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のエンコーダの一実施例を示す構成図、
第2図(A)は磁気センサ4a,4bとギア2の外周の一部
を示す図、同図(B)は磁気センサ5a〜5d,6a〜6dと円
板3の外周の一部を示す図、同図(C)は磁気センサの
出力信号を示す図、第3図はアブソリョート・パターン
の一例を示す図、第4図は従来におけるエンコーダの構
成を示す図である。 1……回転体、2……ギア、3……円板、4a,4b,5a〜5
d,6a〜6d,105a〜105d……磁気センサ、10,13……サンプ
ル・アンド・ホールド回路、11……アナログ/デジタル
変換回路、12……演算回路、14……コンパレータ、15…
…パターン信号選択手段、16……乱数変換回路、17……
加算器。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検出体に対する移動部又は固定部の一方
    に設けられたアブソリュート・パターンを検出方向の異
    なる位置で読み取ることにより複数組のアブソリュート
    ・パターン信号を検出するアブソリュート・パターン信
    号検出手段と、前記アブソリュート・パターン信号の検
    出方向の最小パターン幅の整数倍の周期を有する情報を
    検出して位置情報の下位桁である内挿位置信号を発生す
    る内挿位置検出手段と、前記内挿位置信号に基づいて前
    記複数組のアブソリュート・パターン信号のうちの1組
    を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された
    アブソリュート・パターン信号を前記位置情報の上位桁
    に変換する変換手段と、前記上位桁の信号と前記内挿位
    置信号より前記被検出体の位置を演算する演算手段とを
    具備するようにしたことを特徴とするエンコーダ。
  2. 【請求項2】前記内挿位置検出手段が、前記移動部の移
    動距離に応じた周期的な波形を有する2相交流信号Ea
    Vsinθ+Vo,Eb=Vcosθ+Voの瞬時値を検出し、更に前
    記位置情報の下位桁θ=tan-1((Ea−Vo)/(Eb
    Vo))を演算し、前記選択手段が前記位置情報の下位桁
    θの値に基づいて、前記1組のアブソリュート・パター
    ン信号を選択するようにした請求項1に記載のエンコー
    ダ。
  3. 【請求項3】前記アブソリュート・パターンは2進循環
    乱数数列に従うパターンである請求項1に記載のエンコ
    ーダ。
  4. 【請求項4】前記アブソリュート・パターン信号検出手
    段は位置検出方向のアブソリュート・パターン幅を基準
    として相互にその1/2離れた位置で検出した2組のアブ
    ソリュート・パターン信号を出力するようにした請求項
    1に記載のエンコーダ。
JP25889390A 1990-09-28 1990-09-28 エンコーダ Expired - Fee Related JP2593955B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25889390A JP2593955B2 (ja) 1990-09-28 1990-09-28 エンコーダ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25889390A JP2593955B2 (ja) 1990-09-28 1990-09-28 エンコーダ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04136715A JPH04136715A (ja) 1992-05-11
JP2593955B2 true JP2593955B2 (ja) 1997-03-26

Family

ID=17326493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25889390A Expired - Fee Related JP2593955B2 (ja) 1990-09-28 1990-09-28 エンコーダ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2593955B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05223595A (ja) * 1992-02-13 1993-08-31 Japan Servo Co Ltd アブソリュートエンコーダ
DE4343198C2 (de) * 1993-12-17 1996-06-13 A B Elektronik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Position rotierender Wellen
JP4782553B2 (ja) * 2005-11-28 2011-09-28 オークマ株式会社 アブソリュート位置検出装置
JP4568298B2 (ja) 2007-03-16 2010-10-27 オークマ株式会社 位置検出装置
JP7076683B2 (ja) * 2016-06-27 2022-05-30 Smc株式会社 位置検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04136715A (ja) 1992-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3883035B2 (ja) 多回転エンコーダ
US4774464A (en) Magnetic rotary sensor for detecting absolute position of rotating body
US5519393A (en) Absolute digital position encoder with multiple sensors per track
DK2798311T3 (en) HIGH RESOLUTION ABSOLUTE CODES
KR101218028B1 (ko) 회전각도 검출 장치
US4041483A (en) Absolute incremental hybrid shaft position encoder
EP1600741A2 (en) Pulse width modulation based digital incremental encoder
US10876864B2 (en) High resolution absolute encoder
US5115239A (en) Magnetic absolute position encoder with an undulating track
CN112117079B (zh) 编码器磁体结构、编码器、电机、电气设备及车辆
EP1526362B1 (en) Bearing assembly with built-in absolute encoder
JP2001183173A (ja) 測定値伝送器および、感知ヘッドの位置を測定するための方法
JP2593955B2 (ja) エンコーダ
US8990044B2 (en) Revolution counter and method for determining the number of revolutions of a shaft
CN111982164B (zh) 多磁道扇区定位离轴绝对值编码器
JP2974182B2 (ja) アブソリュートエンコーダ
EP1342992B1 (en) Position transducer
JP3103266B2 (ja) 絶対位置検出装置
CN111750906A (zh) 磁电编码器
JPH02272320A (ja) 絶対位置計測装置
JPH05231880A (ja) アブソリュートエンコーダ
JP2546323B2 (ja) 多回転アブソリュートエンコーダ
US10914612B2 (en) Indexed optical encoder
CN212340274U (zh) 磁电编码器
JP3724518B2 (ja) アブソリュートエンコーダ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 12

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081219

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091219

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees