JP2676878B2 - Absolute encoder - Google Patents

Absolute encoder

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JP2676878B2
JP2676878B2 JP4097189A JP4097189A JP2676878B2 JP 2676878 B2 JP2676878 B2 JP 2676878B2 JP 4097189 A JP4097189 A JP 4097189A JP 4097189 A JP4097189 A JP 4097189A JP 2676878 B2 JP2676878 B2 JP 2676878B2
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昭仁 猪木
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、回転体の回転角度を検出するロータリエ
ンコーダあるいは直線移動する移動体の移動量を検出す
るリニアエンコーダに係り、特に基準位置からの絶対変
位の検出が可能なアブソリュートエンコーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary encoder for detecting a rotation angle of a rotating body or a linear encoder for detecting a moving amount of a linearly moving moving body, and more particularly to a linear encoder from a reference position. The present invention relates to an absolute encoder capable of detecting absolute displacement.

「従来の技術」 第6図は、従来のインクリメンタル型アブソリュート
ロータリエンコーダの構成を示すブロック図である。こ
の図において、1はピッチ信号トラックであり、回転体
と連動して回転する磁気記録媒体の所定の円軌道に沿っ
て設けられている。そして、このピッチ信号トラック1
には、一定波長λの正弦波状磁気情報がピッチ信号とし
て繰り返し記録されている。2aおよび2bは磁気センサで
あり、ガラス基板上に磁気抵抗素子(MR素子)が形成さ
れてなる。ここで、磁気抵抗素子は、磁界中に置かれた
場合、その磁界の強さに応じて固有抵抗が変化する現
象、いわゆる磁気抵抗効果が生じる素子材料によって構
成されており、この磁気抵抗効果を利用して、ピッチ信
号トラック1上に記録された正弦波状磁気情報が読み取
られる。また、磁気センサ2aおよび2bは、互いに(k±
1/4)λ(kは整数)離間してピッチ信号トラック1に
対向配置されている。そして、ピッチ信号トラック1
は、磁気センサ2aおよび2bに対して、矢印M方向に移動
自在になっている。また、磁気センサ2aおよび2bの磁気
抵抗素子パターンはピッチ信号トラック1から受ける磁
界によって抵抗値が変化し、この結果、磁気センサ2aお
よび2bからはピッチ信号トラック1との位置関係に応じ
たレベルの信号が得られる。すなわち、ピッチ信号トラ
ック1上の正弦波状磁気情報の1周期の区間をθ=0〜
2πとすると、磁気センサ2aからはsinθ、磁気センサ2
bからはcosθのレベル信号が得られる。そして、ピッチ
信号トラック1が磁気センサ2aおよび2bに対して移動す
ると、それに伴って磁気センサ2aおよび2bから位相がπ
/2ずれた2相の検出信号sinθ(A相)およびcosθ(B
相)が得られる。
"Prior Art" FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional incremental type absolute rotary encoder. In this figure, reference numeral 1 is a pitch signal track, which is provided along a predetermined circular orbit of a magnetic recording medium that rotates in conjunction with a rotating body. And this pitch signal track 1
In this, sinusoidal magnetic information having a constant wavelength λ is repeatedly recorded as a pitch signal. Reference numerals 2a and 2b denote magnetic sensors, each of which has a magnetoresistive element (MR element) formed on a glass substrate. Here, the magnetoresistive element is composed of an element material that causes a phenomenon in which the specific resistance changes according to the strength of the magnetic field when placed in a magnetic field, that is, a so-called magnetoresistive effect. Utilizing this, the sinusoidal magnetic information recorded on the pitch signal track 1 is read. Further, the magnetic sensors 2a and 2b are (k ±
1/4) λ (k is an integer) is spaced apart and is arranged to face the pitch signal track 1. And pitch signal track 1
Is movable in the direction of arrow M with respect to the magnetic sensors 2a and 2b. Further, the resistance values of the magnetoresistive element patterns of the magnetic sensors 2a and 2b are changed by the magnetic field received from the pitch signal track 1, and as a result, the magnetic sensors 2a and 2b have a level corresponding to the positional relationship with the pitch signal track 1. The signal is obtained. That is, θ = 0 to 0 for a period of one cycle of the sinusoidal magnetic information on the pitch signal track 1.
If it is 2π, sin θ from the magnetic sensor 2a, magnetic sensor 2
From b, the level signal of cos θ is obtained. Then, when the pitch signal track 1 moves with respect to the magnetic sensors 2a and 2b, the phase from the magnetic sensors 2a and 2b changes by π.
/ 2 phase-shifted detection signals sin θ (A phase) and cos θ (B
Phase) is obtained.

次に、3は分割回路であり、A/D(アナログ/ディジ
タル)変換器3aおよび3bと、角度算出部3cとからなる。
A/D変換器3aでは、A相検出信号(sinθ)がA/D変換さ
れ、デジタルデータDaが出力される。また、A/D変換器3
bでは、B相検出信号(cosθ)がA/D変換され、デジタ
ルデータDbが出力される。そして、角度算出部3cでは、
これらデジタルデータDaおよびDbから、角度データθが
算出されて出力される。ここで、角度データθは、ピッ
チ信号トラック1の1磁化区間内における磁気センサ2a
あるいは2bの位置を示す。この角度算出部3cはディジタ
ルPLL回路等によって構成されるもので、例えば特願昭6
1−157063号に開示されている。
Next, 3 is a division circuit, which is composed of A / D (analog / digital) converters 3a and 3b and an angle calculation unit 3c.
In the A / D converter 3a, the A phase detection signal (sin θ) is A / D converted and digital data Da is output. In addition, A / D converter 3
In b, the B-phase detection signal (cos θ) is A / D converted and digital data Db is output. Then, in the angle calculation unit 3c,
From the digital data Da and Db, the angle data θ is calculated and output. Here, the angle data θ is the magnetic sensor 2a in one magnetization section of the pitch signal track 1.
Alternatively, it shows the position of 2b. The angle calculation unit 3c is composed of a digital PLL circuit or the like.
No. 1-157063.

次に、4は磁極計数回路であり、波形整形回路41、42
および43と、方向判別回路44と、カウンタ45とからな
る。波形整形回路41および42では、各々A相およびB相
の検出信号が、波形整形されて出力される。この場合、
波形整形回路41、42の出力信号P1、P2は、第7図に示す
ように、お互いに位相がπ/2ずれた矩形波となり、ま
た、磁気記録媒体の回転方向が正方向の場合は、パルス
P1が進み、負方向の場合は、パルスP2が進むようになっ
ている。そして、方向判別回路44では、例えば、パルス
P1の立ち上がり時にパルスP2のレベルが“H″か“L″
かによって方向が判別される。この方向判別回路44の出
力信号Swは、カウンタ45のアップダウン切り換え端子U/
Dに供給される。そして、カウンタ45では、信号Swによ
ってアップかダウンに切り換えられながら、パルスP1
カウントされる。この例では、磁気記録媒体が正方向に
回転している時にアップカウント、負方向に回転してい
る時にダウンカウントが行われるようになっている。ま
た、図示してない原点検出用センサが原点位置を通過す
る毎に、その原点位置において原点信号Szが検出され、
これが波形整形回路43を介した後に原点パルスPzとなり
カウンタ45のリセット端子Rに供給されるようになって
いる。この結果、カウンタ45は、原点検出用センサが原
点位置に達する毎にリセットされる。従って、カウンタ
45のカウント値Nは、磁気センサ2a,2bの現在位置と原
点位置との間において、磁気センサ2a、2bが通過したピ
ッチ信号トラック1上の磁化区間の数(磁極数)に対応
する値となる。そして、このカウンタ45のカウント値N
と、角度算出部3cの角度データθとが、アブソリュート
位置データDoutとして出力される。
Next, 4 is a magnetic pole counting circuit, which is a waveform shaping circuit 41, 42.
And 43, a direction discriminating circuit 44, and a counter 45. In the waveform shaping circuits 41 and 42, the A-phase and B-phase detection signals are waveform-shaped and output. in this case,
When the output signals P 1 and P 2 of the waveform shaping circuits 41 and 42 are rectangular waves whose phases are shifted from each other by π / 2 as shown in FIG. 7, and the rotation direction of the magnetic recording medium is the positive direction. Is a pulse
When P 1 advances, in the negative direction, the pulse P 2 advances. Then, in the direction determination circuit 44, for example, a pulse
When P 1 rises, the level of pulse P 2 is “H” or “L”
The direction is determined by whether or not. The output signal Sw of the direction determination circuit 44 is the up / down switching terminal U / of the counter 45.
Supplied to D. Then, the counter 45 counts the pulse P 1 while switching up or down by the signal Sw. In this example, up-counting is performed when the magnetic recording medium is rotating in the positive direction, and down-counting is performed when the magnetic recording medium is rotating in the negative direction. Also, each time the origin detection sensor (not shown) passes the origin position, the origin signal Sz is detected at the origin position,
After passing through the waveform shaping circuit 43, this becomes the origin pulse Pz and is supplied to the reset terminal R of the counter 45. As a result, the counter 45 is reset every time the origin detection sensor reaches the origin position. Therefore, the counter
The count value N of 45 is a value corresponding to the number of magnetic sections (the number of magnetic poles) on the pitch signal track 1 that the magnetic sensors 2a and 2b have passed between the current position of the magnetic sensors 2a and 2b and the origin position. Become. Then, the count value N of this counter 45
And the angle data θ of the angle calculator 3c are output as absolute position data Dout.

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のロータリエンコーダには次
の問題があった。
"Problems to be Solved by the Invention" The conventional rotary encoder described above has the following problems.

原点信号Szを作るための構成が必要である。A configuration for producing the origin signal Sz is required.

原点位置において原点信号Szが検出されるまでの間
は、カウンタ45が初期化されないので、アブソリュート
位置データDoutが不定となってしまう。
Since the counter 45 is not initialized until the origin signal Sz is detected at the origin position, the absolute position data Dout becomes undefined.

方向判別回路44,ピッチ数を数えるためのカウンタ45
等が必要であり、構成が複雑になる。
Direction discriminating circuit 44, counter 45 for counting the number of pitches
Etc. are required, and the configuration becomes complicated.

ロータリエンコーダ用電源の瞬断等が発生すると、カ
ウンタ45のデータが破壊されるので、電源のバックアッ
プを行う必要がある。
If the rotary encoder power supply is cut off instantaneously, the data in the counter 45 is destroyed, so it is necessary to back up the power supply.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、原
点信号を作る必要がなく、また、ピッチ数を数える必要
もなく、しかも、アブソリュート位置データを得ること
ができるアブソリュートエンコーダを提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an absolute encoder that does not need to generate an origin signal, does not need to count the number of pitches, and can obtain absolute position data. I am trying.

「課題を解決するための手段」 この発明は、記録媒体上の所定のルートに沿って設け
られたピッチ信号トラックであって、N極とS極が交互
に一定ピッチで正弦波状に記録され、かつ、その記録軌
道が正弦波状にうねって記録され、かつ、前記磁化によ
る記録ピッチと前記うねりのピッチが、始点から終点ま
での間において、互いに共通の素因数を持たない繰り返
し数で記録されてなるピッチ信号トラックと、前記ピッ
チ信号トラックに対向配置され、該ピッチ信号トラック
の磁化状態を検出する磁気センサと、前記磁気センサの
検出出力から、前記N極/S極の繰り返しに基づく第1の
信号および前記うねりに基づく第2の信号を各々抽出す
る信号分離回路と、前記第1,第2の信号の位相の組み合
わせから前記センサの、前記ピッチ信号トラックに対す
る絶対位置を検出する検出手段とを具備することを特徴
としている。
"Means for Solving the Problem" The present invention is a pitch signal track provided along a predetermined route on a recording medium, in which N poles and S poles are alternately recorded at a constant pitch in a sine wave shape. Moreover, the recording orbit is recorded in a sine wave shape, and the recording pitch due to the magnetization and the pitch of the undulation are recorded in a repeating number having no common prime factor between the start point and the end point. A pitch signal track, a magnetic sensor arranged to face the pitch signal track to detect a magnetization state of the pitch signal track, and a first signal based on repetition of the N pole / S pole from a detection output of the magnetic sensor. And a signal separation circuit for extracting a second signal based on the swell and a combination of the phases of the first and second signals, and the pitch signal transformer of the sensor. It is characterized by comprising detecting means for detecting the absolute position with respect to click.

「作用」 上記構成によれば、1つのトラックから、磁化の変化
に基づく第1の信号と、うねりに基づく第2の信号が抽
出される。そして、磁化の変化ピッチとうねりのピッチ
が、始点から終点までの間において、互いに共通の素因
数を持たない繰り返し数で記録されているので、始点,
終点を除くと、第1の信号の位相と第2の信号の位相の
組み合わせが常時異なる組み合わせとなる。言い替えれ
ば、磁気センサがトラックのどの位置にあっても、その
センサから検出される第1,第2の信号の各位相の組み合
わせは一義的に決まる。したがって、その位相の組み合
わせからセンサの絶対位置を検出することができる。
[Operation] According to the above configuration, the first signal based on the change in magnetization and the second signal based on the undulation are extracted from one track. Since the change pitch of the magnetization and the pitch of the undulation are recorded as the number of repetitions having no common prime factor between the start point and the end point, the start point,
Excluding the end point, the combination of the phases of the first signal and the second signal is always different. In other words, no matter where the magnetic sensor is on the track, the combination of the phases of the first and second signals detected by the sensor is uniquely determined. Therefore, the absolute position of the sensor can be detected from the combination of the phases.

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説
明する。第1図、第2図は各々この発明の一実施例によ
るアブソリュートロータリエンコーダの構成を示す図で
あり、第1図は電気的構成を示すブロック図、第2図は
回転角度あるいは回転速度を検出すべき回転軸に取り付
けられる測定円板11の斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 are diagrams showing the configuration of an absolute rotary encoder according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration, and FIG. 2 is a rotational angle or rotational speed detection. 1 is a perspective view of a measuring disc 11 mounted on a rotating shaft to be mounted.

測定円板11は、その外周面に強磁性体が貼付されてお
り、この外周面に磁化によってピッチ信号トラックTrが
形成されている。このピッチ信号トラックTrは、第3図
(イ)に示すように、N極とS極が交互に一定ピッチ
で、かつ、磁化の強さが正弦波状に変化する状態で記録
され、さらに、その記録軌道が正弦波状にうねって記録
されている。この場合、磁化の強さの変化状態は、波長
λ(第3図(イ)参照)であり、第2図に示す基準点
P(始点)から1周して再び基準点Pに戻る(終点)ま
での間にN1回繰り返し記録されている。また、うねり状
態は、波長λであり(第3図(ハ)参照)、基準点P
から1周して基準点Pに戻るまでの間にN2回繰り返し記
録されている。そして、上述した繰り返し回数N1とN
2は、互いに共通の素因数を持たない関係にある。
A ferromagnetic material is attached to the outer peripheral surface of the measurement disk 11, and the pitch signal track Tr is formed on the outer peripheral surface by magnetization. As shown in FIG. 3 (a), the pitch signal track Tr is recorded in such a manner that the N poles and the S poles are alternately arranged at a constant pitch and the magnetization strength changes in a sinusoidal manner. The recording orbit is recorded in a sine wave pattern. In this case, the change state of the intensity of the magnetization is the wavelength λ 1 (see FIG. 3 (a)), and it makes one round from the reference point P (start point) shown in FIG. 2 and returns to the reference point P again ( It is repeatedly recorded N 1 times until the end point). In addition, the waviness state has a wavelength λ 2 (see FIG. 3C), and the reference point P
It is repeatedly recorded N 2 times from the time it takes to make one lap to return to the reference point P. Then, the number of repetitions N 1 and N
The two have a relationship that does not have common prime factors.

次に、第2図においては図示を省略しているが、上述
したトラックTrを臨んで3個の磁気センサ(MR素子)12
〜14が配置され、固定されている。これらの磁気センサ
12〜14は各々、第3図(ロ)に示すようにトラックTrの
幅に等しい検出幅を有しており、第4図に示す位置関係
で取り付けられている。すなわち、磁気センサ12の取り
付け位置12aを基準とすると、磁気センサ13は位置12aか
ら外周面に沿って(k±1/4)λ(k=0,1,2……)離
間した位置13aにおいてトラックTrに対向配置され、ま
た、磁気センサ14は磁気センサ12aから外周面に沿って
(k±1/4)λ(k=0,1,2……)離間した位置14aに
おいてトラックTrに対向配置されている。また、上下方
向(測定円板11の厚さ方向)の位置は3個とも同じであ
り、第3図(ロ)に示すように、トラックTrのうねり頂
部に磁気センサの上端が対向するような位置である。
Next, although not shown in FIG. 2, the three magnetic sensors (MR elements) 12 facing the track Tr described above are shown.
~ 14 are placed and fixed. These magnetic sensors
Each of 12 to 14 has a detection width equal to the width of the track Tr as shown in FIG. 3B, and is attached in the positional relationship shown in FIG. That is, with reference to the mounting position 12a of the magnetic sensor 12, the magnetic sensor 13 is located at a position 13a spaced from the position 12a along the outer peripheral surface by (k ± 1/4) λ 1 (k = 0,1,2 ...). , The magnetic sensor 14 is disposed to face the track Tr, and the magnetic sensor 14 is separated from the magnetic sensor 12a along the outer peripheral surface by (k ± 1/4) λ 2 (k = 0,1,2 ...) At the position 14a. It is arranged opposite to. Further, the positions in the vertical direction (thickness direction of the measurement disk 11) are the same for all three, and as shown in FIG. 3B, the upper end of the magnetic sensor faces the waviness top of the track Tr. The position.

そして、測定円板11が回転すると、その回転に伴い各
磁気センサ12〜14が各々トラックTrの磁化の変化に応じ
た正弦波信号を出力する。また、磁気センサ12〜14が第
3図(イ)のA1の場所に位置し、その全面がトラックTr
に対向すると、磁気センサ12〜14の出力が最大となり、
また、磁気センサ12〜14が第3図(イ)のA2の場所に位
置し、トラックTrに対向する面が最小になると、磁気セ
ンサ12の出力が最小となる。すなわち、各磁気センサ12
〜14の出力は、第3図(ハ)に示すように、トラックTr
の磁化の変化に基づく正弦波信号を、トラックTrのうね
りに基づく正弦波信号によって変調した信号となる。
Then, when the measurement disk 11 rotates, each magnetic sensor 12 to 14 outputs a sine wave signal corresponding to the change in the magnetization of the track Tr in accordance with the rotation. Further, the magnetic sensors 12 to 14 are located at the position A1 in FIG.
When facing, the output of the magnetic sensors 12-14 becomes maximum,
Further, when the magnetic sensors 12 to 14 are located at the location A2 in FIG. 3A and the surface facing the track Tr is minimized, the output of the magnetic sensor 12 is minimized. That is, each magnetic sensor 12
The output of ~ 14 is track Tr
The sine wave signal based on the change in the magnetization of is modulated by the sine wave signal based on the waviness of the track Tr.

次に、上述した磁気センサ12〜14の各出力信号は第1
図に示す増幅器15〜17によって増幅され、信号分離回路
20〜22へ供給される。信号分離回路20〜22は各々、第3
図(ハ)に示す波形の信号を磁化の変化に基づく正弦波
信号Sm(第5図(イ)参照)と、うねりに基づく正弦波
信号Su(第5図(ロ)参照)とに分離する回路である。
そして、信号分離回路20は、増幅器15の出力信号を磁化
の変化に基づく信号Sm1とうねりに基づく信号Su1に分離
し、信号Sm1をA/D変換器24へ、また、信号Su1をA/D変換
器25へ各々出力する。信号分離回路21は増幅器16の出力
信号を分離し、磁化の変化に基づく信号Sm2をA/D変換器
26へ出力する。また、信号分離回路22は増幅器17の出力
信号を分離し、うねりに基づく信号Su3をA/D変換器27へ
出力する。
Next, the output signals of the above-described magnetic sensors 12 to 14 are the first
Signal separation circuit amplified by the amplifiers 15-17 shown in the figure
Supplied to 20-22. The signal separation circuits 20 to 22 are each a third
The signal having the waveform shown in FIG. 3C is separated into a sine wave signal Sm (see FIG. 5A) based on a change in magnetization and a sine wave signal Su (see FIG. 5B) based on waviness. Circuit.
Then, the signal separation circuit 20 separates the output signal of the amplifier 15 into the signal Sm1 based on the change in magnetization and the signal Su1 based on the undulation, the signal Sm1 to the A / D converter 24, and the signal Su1 to the A / D converter. Output to the converter 25 respectively. The signal separation circuit 21 separates the output signal of the amplifier 16 and converts the signal Sm2 based on the change in magnetization into an A / D converter.
Output to 26. Further, the signal separation circuit 22 separates the output signal of the amplifier 17 and outputs the swell-based signal Su3 to the A / D converter 27.

ここで、トラックTrの磁化変化の1周期の区間をθ
=0〜2πとすると、信号Sm1,Sm2は各々、 Sm1=sinθ Sm2=cosθ となる。同様に、トラックTrのうねりの1周期の区間を
θ=0〜2πとすると、信号Su1,Su3は各々、 Su1=sinθ Su3=cosθ となる。
Here, the period of one cycle of the magnetization change of the track Tr is θ 1
= 0 to 2π, the signals Sm1 and Sm2 are Sm1 = sin θ 1 Sm2 = cos θ 1 respectively. Similarly, when the period of one cycle of the swell of the track Tr is θ 2 = 0 to 2π, the signals Su1 and Su3 are Su1 = sin θ 2 Su3 = cos θ 2 respectively.

次に、A/D変換器24〜26は各々上述した信号Sm1,Sm2,S
u1,Su3をディジタルデータに変換し、角度算出部28,29
へ出力する。角度算出部28,29は各々ディジタルPLLによ
って構成されており、角度算出部28はデータsinθ1,cos
θから角度データθ算出し、角度算出部29はデータ
sinθ2,cosθから角度データθを算出する。
Next, the A / D converters 24 to 26 respectively output the signals Sm1, Sm2, S described above.
u1, Su3 is converted into digital data, and angle calculation units 28,29
Output to The angle calculation units 28 and 29 are each configured by a digital PLL, and the angle calculation unit 28 uses the data sin θ 1 and cos.
angle data theta 1 is calculated from theta 1, the angle calculation unit 29 data
sin [theta 2, calculates the angle data theta 2 from cos [theta] 2.

ここで、角度データθは、トラックTrの1磁化区間
内における磁気センサ12の位置を示し、角度データθ
は、トラックTrのうねりの1周期内における磁気センサ
12の位置を示している。
Here, the angle data θ 1 indicates the position of the magnetic sensor 12 in one magnetization section of the track Tr, and the angle data θ 2
Is a magnetic sensor within one cycle of the swell of the track Tr.
12 positions are shown.

ところで、前述したように、磁化の繰り返し回数N1
うねりの繰り返し回数N2は、互いに共通の素因数を持た
ない関係にある。この結果、磁気センサ12が相対的にト
ラックTrの基準点P(第2図)から測定円板11の外周を
1回転すると、それに伴って信号Sm1と信号Su1は、一様
に位相がずれて行き、基準点Pに戻った時点で出発時の
位相関係に戻るが、この間において信号Sm1とSu1の1つ
の位相関係は、ただ1回のみ現れることとなる。さらに
詳述する。いま、第5図に示すセンサ位置Cにおいて検
出された信号Sm1,Su1に基づいて算出される角度データ
θ1c,θ2cについて考察する。磁気センサ12が相対的に
トラックTrを1周する間に、角度データθ1cが得られる
ようなセンサ位置はN1箇所、角度データθ2cが得られる
センサ位置はN2箇所存在する。しかし、角度データθ1c
が得られ、かつ、角度データθ2cが得られるようなセン
サ位置はトラックTrを1周する間にC点ただ1箇所しか
存在しない。すなわち、角度データθおよび角度デー
タθが確定すれば、トラックTrにおける基準点Pから
の磁気センサ12の絶対位置は一義的に決まる。
By the way, as described above, the number of times N 1 of magnetization is repeated and the number of times N 2 of undulation are not related to each other. As a result, when the magnetic sensor 12 relatively makes one revolution on the outer circumference of the measurement disk 11 from the reference point P (FIG. 2) of the track Tr, the signals Sm1 and Su1 are uniformly out of phase with each other. The phase relationship at the time of departure and the phase relationship at the time of departure is restored. However, during this period, one phase relationship between the signals Sm1 and Su1 appears only once. Further details will be described. Now, the angle data θ 1 c and θ 2 c calculated based on the signals Sm1 and Su1 detected at the sensor position C shown in FIG. 5 will be considered. While magnetic sensor 12 rotates one round relatively track Tr, angle data theta 1 c sensor position as obtained is N 1 point, sensor position angle data theta 2 c is obtained there places N 2. However, the angle data θ 1 c
And the angle data θ 2 c is obtained, there is only one position of the point C during one round of the track Tr. That is, if the angle data θ 1 and the angle data θ 2 are determined, the absolute position of the magnetic sensor 12 from the reference point P on the track Tr is uniquely determined.

次に、第1図のアブソリュート位置データテーブル30
は、ROMによって構成されており、角度データθ1
の組み合わせに対応する絶対位置データが記憶されてい
る。そして、角度算出部28,29から角度データθ1
が供給されると、対応する絶対位置データが読み出さ
れ、データDoutとして出力される。
Next, the absolute position data table 30 shown in FIG.
Is composed of ROM, and angle data θ 1 , θ 2
The absolute position data corresponding to the combination is stored. Then, the angle data θ 1 and θ 2 are output from the angle calculators 28 and 29.
Is supplied, the corresponding absolute position data is read and output as data Dout.

なお、この実施例においては、角度算出部28および29
が出力する角度データθおよびθをアブソリュート
位置データに変換するようにしたが、A/D変換器24およ
び25が出力するデジタルデータを直接アブソリュート位
置データDoutに変換するようにすることも勿論可能であ
る。
Incidentally, in this embodiment, the angle calculation units 28 and 29
Although the angle data θ 1 and θ 2 output by is converted to absolute position data, the digital data output by the A / D converters 24 and 25 can be directly converted into absolute position data Dout. It is possible.

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、原点信号を
作る必要がなく、また、ピッチ数を数える必要もなく、
アブソリュート位置データを得ることができる。この結
果、構成が簡単になる利点が得られると共に、バッテリ
バックアップを必要としない利点も得られる。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, it is not necessary to create an origin signal, and it is not necessary to count the number of pitches.
Absolute position data can be obtained. As a result, the advantage that the configuration is simple is obtained, and the advantage that no battery backup is required is also obtained.

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

第1図はこの発明の一実施例によるアブソリュートエン
コーダの構成図、第2図は同実施例において用いられる
測定円板11を示す斜視図、第3図はトラックTrの磁化状
態、トラックTrと磁気センサの位置関係および磁気セン
サの出力信号を示す図、第4図は磁気センサ12〜14の固
定位置を示す図、第5図は信号分離回路20の出力信号を
示す波形図、第6図は従来のロータリエンコーダの構成
を示すブロック図、第7図は第6図における波形整形回
路41,42の出力信号を示す波形図である。 11……測定円板、12〜14……磁気センサ、20〜22……信
号分離回路、28,29……角度算出部、30……アブソリュ
ート位置データテーブル、Tr……トラック。
FIG. 1 is a block diagram of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a measuring disk 11 used in the embodiment, and FIG. 3 is a magnetized state of a track Tr, a track Tr and a magnetic field. FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship of the sensors and the output signals of the magnetic sensors, FIG. 4 is a diagram showing the fixed positions of the magnetic sensors 12 to 14, FIG. 5 is a waveform diagram showing the output signals of the signal separation circuit 20, and FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional rotary encoder, and FIG. 7 is a waveform diagram showing output signals of the waveform shaping circuits 41 and 42 in FIG. 11 …… Measurement disk, 12〜14 …… Magnetic sensor, 20〜22 …… Signal separation circuit, 28,29 …… Angle calculator, 30 …… Absolute position data table, Tr …… Track.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−32117(JP,A) 特開 平2−64407(JP,A) 特公 平4−10975(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-32117 (JP, A) JP-A-2-64407 (JP, A) JP-B 4-10975 (JP, B2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)記録媒体上の所定のルートに沿って
設けられたピッチ信号トラックであって、N極とS極が
交互に一定ピッチで正弦波状に記録され、かつ、その記
録軌道が正弦波状にうねって記録され、かつ、前記磁化
による記録ピッチと前記うねりのピッチが、始点から終
点までの間において、互いに共通の素因数を持たない繰
り返し数で記録されてなるピッチ信号トラックと、 (b)前記ピッチ信号トラックに対向配置され、該ピッ
チ信号トラックの磁化状態を検出する磁気センサと、 (c)前記磁気センサの検出出力から、前記N極/S極の
繰り返しに基づく第1の信号および前記うねりに基づく
第2の信号を各々抽出する信号分離回路と、 (d)前記第1,第2の信号の位相の組み合わせから前記
センサの、前記ピッチ信号トラックに対する絶対位置を
検出する検出手段と、 を具備してなるアブソリュートエンコーダ。
1. A pitch signal track provided along a predetermined route on a recording medium, wherein N poles and S poles are alternately recorded at a constant pitch in a sine wave shape, and a recording track thereof. Is undulated in a sinusoidal manner, and the recording pitch by the magnetization and the pitch of the undulation are recorded from a start point to an end point in a repeating number having no common prime factor, and a pitch signal track, (B) a magnetic sensor that is arranged so as to face the pitch signal track and detects a magnetization state of the pitch signal track; and (c) a first output based on the repetition of the N pole / S pole from the detection output of the magnetic sensor. A signal separation circuit for extracting a signal and a second signal based on the undulation, respectively, and (d) a pitch signal track of the sensor based on a combination of phases of the first and second signals. An absolute encoder comprising: a detection unit that detects an absolute position with respect to.
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