JP2711277B2 - 三角波エンコーダによる非接触型ポテンショメータ - Google Patents
三角波エンコーダによる非接触型ポテンショメータInfo
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- JP2711277B2 JP2711277B2 JP63302179A JP30217988A JP2711277B2 JP 2711277 B2 JP2711277 B2 JP 2711277B2 JP 63302179 A JP63302179 A JP 63302179A JP 30217988 A JP30217988 A JP 30217988A JP 2711277 B2 JP2711277 B2 JP 2711277B2
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/20—Increasing resolution using an n bit system to obtain n + m bits
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- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
- H03M1/303—Circuits or methods for processing the quadrature signals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本発明は、三角波エンコーダによる非接触型ポテンシ
ヨメータに関し、特に、三角波信号を出力するエンコー
ダを用いてリニアな特性を有する高精度なリニアアナロ
グポテンシヨ出力信号を非接触構造で得ることができる
ようにするための新規な改良に関する。
ヨメータに関し、特に、三角波信号を出力するエンコー
ダを用いてリニアな特性を有する高精度なリニアアナロ
グポテンシヨ出力信号を非接触構造で得ることができる
ようにするための新規な改良に関する。
b.従来の技術 従来、用いられていたこの種のポテンシヨメータとし
ては種々あるが、その中で代表的な構成について述べる
と、ここではその従来構成を開示する文献名等を示して
いないが、巻線抵抗体上にブラシを摺動させ、リニアア
ナログポテンシヨ出力を得ていた。
ては種々あるが、その中で代表的な構成について述べる
と、ここではその従来構成を開示する文献名等を示して
いないが、巻線抵抗体上にブラシを摺動させ、リニアア
ナログポテンシヨ出力を得ていた。
c.発明が解決しようとする課題 従来のポテンシヨメータは、以上のように構成されて
いたため、次のような課題を有していた。
いたため、次のような課題を有していた。
すなわち、巻線抵抗体上にブラシが摺動接触していた
ため、経時変化によつて巻線抵抗体が劣化し、リニアリ
テイが悪くなると共に、雑音の発生によつて抵抗値誤差
が大きくなり、高精度制御に用いる場合には、所定使用
時間ごとに変換しなければならなかつた。
ため、経時変化によつて巻線抵抗体が劣化し、リニアリ
テイが悪くなると共に、雑音の発生によつて抵抗値誤差
が大きくなり、高精度制御に用いる場合には、所定使用
時間ごとに変換しなければならなかつた。
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、三角波信号を出力するエンコーダを用
いてリニアな特性を有する高精度なリニアアナログポテ
ンシヨ出力信号を非接触構造で得ることができるように
した三角波エンコーダによる非接触型ポテンシヨメータ
を提供することを目的とする。
たもので、特に、三角波信号を出力するエンコーダを用
いてリニアな特性を有する高精度なリニアアナログポテ
ンシヨ出力信号を非接触構造で得ることができるように
した三角波エンコーダによる非接触型ポテンシヨメータ
を提供することを目的とする。
d.課題を解決するための手段 本発明による三角波エンコーダによる非接触型ポテン
シヨメータは、互いに位相が異なるLEAD信号及びLAG信
号よりなる三角波信号を出力する三角波エンコーダと、
前記三角波信号を一対の矩形波信号に波形整形する一対
のコンパレータと、前記各矩形波信号をアツプダウンの
方向性パルスに変換するアツプダウンパルス信号変換回
路と、前記方向性パルスを受けてアブソリユートデイジ
タル信号を出力するためのアツプダウンカウンタと、前
記アブソリユートデイジタル信号を階段波状のアナログ
位置信号に変換するためのD/A変換器と、前記LEAD信
号、前記LEAD信号を反転して得られた▲▼信号
を入力し、前記LAG信号から得られた前記矩形波信号Ｂ
及び前記矩形波信号Ｂを反転して得られた矩形波信号
の入力によつてオン・オフする第１スイツチ及び第２ス
イツチを有するアナログスイツチコントロール回路と、
前記アナログスイツチコントロール回路の出力信号と前
記アナログ位置信号を合成するオペアンプとを備えた構
成である。
シヨメータは、互いに位相が異なるLEAD信号及びLAG信
号よりなる三角波信号を出力する三角波エンコーダと、
前記三角波信号を一対の矩形波信号に波形整形する一対
のコンパレータと、前記各矩形波信号をアツプダウンの
方向性パルスに変換するアツプダウンパルス信号変換回
路と、前記方向性パルスを受けてアブソリユートデイジ
タル信号を出力するためのアツプダウンカウンタと、前
記アブソリユートデイジタル信号を階段波状のアナログ
位置信号に変換するためのD/A変換器と、前記LEAD信
号、前記LEAD信号を反転して得られた▲▼信号
を入力し、前記LAG信号から得られた前記矩形波信号Ｂ
及び前記矩形波信号Ｂを反転して得られた矩形波信号
の入力によつてオン・オフする第１スイツチ及び第２ス
イツチを有するアナログスイツチコントロール回路と、
前記アナログスイツチコントロール回路の出力信号と前
記アナログ位置信号を合成するオペアンプとを備えた構
成である。
e.作用 本発明による三角波エンコーダによる非接触型ポテン
シヨメータにおいては、LAG信号に対応した矩形波信号
Ｂのレベルが“H"の区間では第１スイツチをオンとし、
LEAD信号をアナログ位置信号に加えると共に、前記矩形
波信号Ｂを反転した矩形波信号のレベルが“H"の区間
では第２スイツチをオンとして、▲▼信号をア
ナログ位置信号に加えることにより、三角波エンコーダ
の回転軸の回転に比例したリニアリテイの高いリニアア
ナログポテンシヨ出力信号を得ることができる。
シヨメータにおいては、LAG信号に対応した矩形波信号
Ｂのレベルが“H"の区間では第１スイツチをオンとし、
LEAD信号をアナログ位置信号に加えると共に、前記矩形
波信号Ｂを反転した矩形波信号のレベルが“H"の区間
では第２スイツチをオンとして、▲▼信号をア
ナログ位置信号に加えることにより、三角波エンコーダ
の回転軸の回転に比例したリニアリテイの高いリニアア
ナログポテンシヨ出力信号を得ることができる。
f.実施例 以下、図面と共に本発明による三角波エンコーダによ
る非接触型ポテンシヨメータの好適な実施例について詳
細に説明する。
る非接触型ポテンシヨメータの好適な実施例について詳
細に説明する。
第１図及び第２図は本発明による三角波エンコーダに
よる非接触型ポテンシヨメータを示すためのブロツク図
及び波形図である。
よる非接触型ポテンシヨメータを示すためのブロツク図
及び波形図である。
図において符号１で示されるものは、光学式又は磁気
式の構成からなる回転軸1Bを有する三角波エンコーダで
あり、この三角波エンコーダ１の回転軸1Bをθ方向に回
転させると、互いに位相が90度異なる三角波信号1Aを構
成するLEAD信号1aとLAG信号1bが接続線2aを介して一対
のコンパレータA1及びA2に入力され、これらのコンパレ
ータA1及びB1においては、これらのLEAD信号1a及びLAG
信号1bに対応した矩形波信号Ａ及びＢよりなる位置検出
信号２に波形整形される。
式の構成からなる回転軸1Bを有する三角波エンコーダで
あり、この三角波エンコーダ１の回転軸1Bをθ方向に回
転させると、互いに位相が90度異なる三角波信号1Aを構
成するLEAD信号1aとLAG信号1bが接続線2aを介して一対
のコンパレータA1及びA2に入力され、これらのコンパレ
ータA1及びB1においては、これらのLEAD信号1a及びLAG
信号1bに対応した矩形波信号Ａ及びＢよりなる位置検出
信号２に波形整形される。
これらの位置検出信号２（矩形波信号Ａ及びＢ）は、
アツプダウンパルス信号変換回路３を介してアツプダウ
ンの方向性パルスに変換した後、アツプダウンカウンタ
４に入力され、アブソリユートデイジタル信号５に変換
される。
アツプダウンパルス信号変換回路３を介してアツプダウ
ンの方向性パルスに変換した後、アツプダウンカウンタ
４に入力され、アブソリユートデイジタル信号５に変換
される。
このアブソリユートデイジタル信号５は、D/A変換器
６を介して階段状のアナログ位置信号７として出力さ
れ、オペアンプ９に入力されている。
６を介して階段状のアナログ位置信号７として出力さ
れ、オペアンプ９に入力されている。
前記オペアンプ９には接続線10を介して第１スイツチ
sw1及び第２スイツチsw2を有するアナログスイツチコン
トロール回路11が接続されており、これらの各スイツチ
sw1及びsw2の出力が前記オペアンプ９に入力されるよう
に構成されている。
sw1及び第２スイツチsw2を有するアナログスイツチコン
トロール回路11が接続されており、これらの各スイツチ
sw1及びsw2の出力が前記オペアンプ９に入力されるよう
に構成されている。
前記第１スイツチsw1の入力端S1には、前記LEAD信号1
aが接続線2aAを介して入力されており、前記第２スイツ
チsw2の入力端S2には、前記LEAD信号1aの反転信号であ
る▲▼信号1aAがオペアンプ11aを介して入力さ
れている。
aが接続線2aAを介して入力されており、前記第２スイツ
チsw2の入力端S2には、前記LEAD信号1aの反転信号であ
る▲▼信号1aAがオペアンプ11aを介して入力さ
れている。
前記第１スイツチsw1のゲートS3には、前記矩形波信
号Ｂが接続線12を介して直接入力されていると共に、前
記第２スイツチsw2のゲートS4には、この矩形波信号Ｂ
をインバータ13で反転して得られた矩形波信号が入力
されており、これらの各スイツチsw1及びsw2は、いずれ
もゲートS3及びS4に対して矩形波信号Ｂ及びが“H"レ
ベル時にオンとなるような電子スイツチにて構成されて
いる。
号Ｂが接続線12を介して直接入力されていると共に、前
記第２スイツチsw2のゲートS4には、この矩形波信号Ｂ
をインバータ13で反転して得られた矩形波信号が入力
されており、これらの各スイツチsw1及びsw2は、いずれ
もゲートS3及びS4に対して矩形波信号Ｂ及びが“H"レ
ベル時にオンとなるような電子スイツチにて構成されて
いる。
本発明による三角波エンコーダによる非接触型ポテン
シヨメータは、以上のように構成されており、以下に、
その動作について説明する。
シヨメータは、以上のように構成されており、以下に、
その動作について説明する。
まず、三角波エンコーダ１から得られたLEAD信号及び
LAG信号は、一対のコンパレータA1及びB1により第２図
で示す矩形波信号Ａ及びＢに波形整形される。
LAG信号は、一対のコンパレータA1及びB1により第２図
で示す矩形波信号Ａ及びＢに波形整形される。
これらの各矩形波信号Ａ及びＢは、アツプダウンパル
ス信号変換回路３にてカウント方向が決められた後、ア
ツプダウンカウンタ４においてアブソリユートデイジタ
ル信号５に変換される。
ス信号変換回路３にてカウント方向が決められた後、ア
ツプダウンカウンタ４においてアブソリユートデイジタ
ル信号５に変換される。
又、このアブソリユートデイジタル信号５に基づいて
D/A変換器６でD/A変換された後に得られる前記アナログ
位置信号７は、前記LAG信号1bによる矩形波信号Ｂの立
上り及び立下り（第２図に示す）の両エツジ（矢印にて
示す）のタイミングによりアツプダウンカウンタ４でカ
ウントし、その値をD/A変換器６により変換することに
よつて二逓倍の階段状のアナログ位置信号７として出力
され、オペアンプ９に入力されている。
D/A変換器６でD/A変換された後に得られる前記アナログ
位置信号７は、前記LAG信号1bによる矩形波信号Ｂの立
上り及び立下り（第２図に示す）の両エツジ（矢印にて
示す）のタイミングによりアツプダウンカウンタ４でカ
ウントし、その値をD/A変換器６により変換することに
よつて二逓倍の階段状のアナログ位置信号７として出力
され、オペアンプ９に入力されている。
又、同時に、前記矩形波信号Ｂが“H"の状態における
アナログ位置信号７のデイジタル値の各ａ区間では、第
１スイツチsw1に矩形波信号Ｂが入力され、各ａ区間の
み第１スイツチsw1がオンとなり、LEAD信号1aがオペア
ンプ９を介してアナログ位置信号７に加えられる。
アナログ位置信号７のデイジタル値の各ａ区間では、第
１スイツチsw1に矩形波信号Ｂが入力され、各ａ区間の
み第１スイツチsw1がオンとなり、LEAD信号1aがオペア
ンプ９を介してアナログ位置信号７に加えられる。
さらに、前記矩形波信号Ｂが“L"の状態におけるアナ
ログ位置信号７のデイジタル値の各ｂ区間では、第２ス
イツチsw2に反転した矩形波が入力され、各ｂ区間の
み第２スイツチsw2がオンとなり、反転した▲
▼信号1aAがオペアンプ９を介してアナログ位置信号７
に加えられる。
ログ位置信号７のデイジタル値の各ｂ区間では、第２ス
イツチsw2に反転した矩形波が入力され、各ｂ区間の
み第２スイツチsw2がオンとなり、反転した▲
▼信号1aAがオペアンプ９を介してアナログ位置信号７
に加えられる。
その結果、オペアンプ９から出力される出力信号は、
第２図の最下段に示されるように、直線形状に補正され
たリニアアナログポテンシヨ出力信号9aが得られる。
第２図の最下段に示されるように、直線形状に補正され
たリニアアナログポテンシヨ出力信号9aが得られる。
g.発明の効果 本発明による三角波エンコーダによる非接触型ポテン
シヨメータは、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。
シヨメータは、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、三角波エンコーダから得られる二相のLEAD
信号とLAG信号を用いて直線性のよいリニアアナログポ
テンシヨ出力信号を得ているため、完全な非接触方式で
回転軸の回転角に応じた出力信号を得ることができ、永
年の使用に対しても何らの経時変化及び雑音発生の起ら
ないポテンシヨメータを得ることができ、超高精度及び
超高信頼性が要求される各種電子機器、各種航空機器等
における信頼性を飛躍的に増大させることができるもの
である。
信号とLAG信号を用いて直線性のよいリニアアナログポ
テンシヨ出力信号を得ているため、完全な非接触方式で
回転軸の回転角に応じた出力信号を得ることができ、永
年の使用に対しても何らの経時変化及び雑音発生の起ら
ないポテンシヨメータを得ることができ、超高精度及び
超高信頼性が要求される各種電子機器、各種航空機器等
における信頼性を飛躍的に増大させることができるもの
である。
第１図及び第２図は、本発明による三角波エンコーダに
よる非接触型ポテンシヨメータを示すブロツク図及び波
形図である。 １……三角波エンコーダ、1a……LEAD信号、1aA……▲
▼信号、1A……三角波信号、Ａ及びＢ……矩形
波信号、1b……LAG信号、３……アツプダウンパルス信
号変換回路、４……アツプダウンカウンタ、５……アブ
ソリユートデイジタル信号、６……D/A変換器、７……
アナログ位置信号、９……オペアンプ、9a……リニアア
ナログポテンシヨ出力信号、11……アナログスイツチコ
ントロール回路、sw1……第１スイツチ、sw2……第２ス
イツチである。
よる非接触型ポテンシヨメータを示すブロツク図及び波
形図である。 １……三角波エンコーダ、1a……LEAD信号、1aA……▲
▼信号、1A……三角波信号、Ａ及びＢ……矩形
波信号、1b……LAG信号、３……アツプダウンパルス信
号変換回路、４……アツプダウンカウンタ、５……アブ
ソリユートデイジタル信号、６……D/A変換器、７……
アナログ位置信号、９……オペアンプ、9a……リニアア
ナログポテンシヨ出力信号、11……アナログスイツチコ
ントロール回路、sw1……第１スイツチ、sw2……第２ス
イツチである。
Claims (1)
- 【請求項１】互いに位相が異なるLEAD信号（1a）及びLA
G信号（1b）よりなる三角波信号（1A）を出力する三角
波エンコーダ（１）と、前記三角波信号（1A）を一対の
矩形波信号（A,B）に波形整形する一対のコンパレータ
（A1,B1）と、前記各矩形波信号（A,B）をアツプダウン
の方向性パルスに変換するアツプダウンパルス信号変換
回路（３）と、前記方向性パルスを受けてアブソリユー
トデイジタル信号（５）を出力するためのアツプダウン
カウンタ（４）と、前記アブソリユートデイジタル信号
（５）を階段波状のアナログ位置信号（７）に変換する
ためのD/A変換器（６）と、前記LEAD信号（1a）、前記L
EAD信号（1a）を反転して得られた▲▼信号（1
aA）を入力し、前記LAG信号（1b）から得られた前記矩
形波信号Ｂ及び前記矩形波信号Ｂを反転して得られた矩
形波信号の入力によつてオン・オフする第１スイツチ
（sw1）及び第２スイツチ（sw2）を有するアナログスイ
ツチコントロール回路（11）と、前記アナログスイツチ
コントロール回路（11）の出力信号と前記アナログ位置
信号（７）を合成するオペアンプ（９）とを備え、前記
矩形波信号（B,）のハイレベルに応じて前記各スイツ
チ（sw1,sw2）を制御し、前記LEAD信号（1a）又は▲
▼信号（1aA）を前記アナログ位置信号（７）に
加えることにより前記オペアンプ（９）からリニアアナ
ログポテンシヨ出力信号（9a）を得るようにしたことを
特徴とする三角波エンコーダによる非接触型ポテンシヨ
メータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63302179A JP2711277B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 三角波エンコーダによる非接触型ポテンショメータ |
| US07/335,597 US4978954A (en) | 1988-12-01 | 1989-04-10 | Non-contact type potentiometer employing a triangular wave encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63302179A JP2711277B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 三角波エンコーダによる非接触型ポテンショメータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02150716A JPH02150716A (ja) | 1990-06-11 |
| JP2711277B2 true JP2711277B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17905882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63302179A Expired - Lifetime JP2711277B2 (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 三角波エンコーダによる非接触型ポテンショメータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4978954A (ja) |
| JP (1) | JP2711277B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5253531A (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-19 | Walker Dana A | System and method for monitoring torsional vibrations and operating parameters of rotating shafts |
| US5474813A (en) * | 1992-04-10 | 1995-12-12 | Walker; Dana A. | Systems and methods for applying grid lines to a shaft and sensing movement thereof |
| US5734108A (en) * | 1992-04-10 | 1998-03-31 | Walker; Dana A. | System for sensing shaft displacement and strain |
| US5668456A (en) * | 1996-04-02 | 1997-09-16 | Tamagawa Seiki Kabushiki Kaisha | Servo motor encoder |
| US7521921B2 (en) | 2004-10-26 | 2009-04-21 | Georgia Tech Research Corporation | Displacement sensor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1208511B (de) * | 1961-06-19 | 1966-01-05 | Continental Elektro Ind Ag | Aus einer Grob- und einer Feinmessvorrichtung bestehende digitale Winkelmesseinrichtung |
| IT1043269B (it) * | 1975-10-10 | 1980-02-20 | Magneti Marelli Spa | Sistema di inviduazione di una pluralita di posizioni angolaridi un organo rotante |
| US4631539A (en) * | 1983-01-19 | 1986-12-23 | The Scott & Fetzer Company | Digital pointer position detector |
| JPS62238415A (ja) * | 1986-04-09 | 1987-10-19 | Hitachi Medical Corp | ロ−タリエンコ−ダ出力位相補正回路 |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63302179A patent/JP2711277B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-04-10 US US07/335,597 patent/US4978954A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4978954A (en) | 1990-12-18 |
| JPH02150716A (ja) | 1990-06-11 |
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