JP3160278B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JP3160278B2 JP3160278B2 JP19683489A JP19683489A JP3160278B2 JP 3160278 B2 JP3160278 B2 JP 3160278B2 JP 19683489 A JP19683489 A JP 19683489A JP 19683489 A JP19683489 A JP 19683489A JP 3160278 B2 JP3160278 B2 JP 3160278B2
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- Japan
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- potentiometer
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、インクリメントエンコーダやポテンショメ
ータを用いて可動体の位置を検出する位置検出装置に関
する。
ータを用いて可動体の位置を検出する位置検出装置に関
する。
（従来の技術） この種の位置検出装置として、インクリメントエンコ
ーダやポテンショメータを用いたものがある。
ーダやポテンショメータを用いたものがある。
インクリメントエンコーダを用いた位置検出装置で
は、その検出量は絶対値ではなく相対値である。このた
め、非動作中（電源が供給されていない状態）にあって
被検出対象である可動体の動きを検出できないものであ
った。
は、その検出量は絶対値ではなく相対値である。このた
め、非動作中（電源が供給されていない状態）にあって
被検出対象である可動体の動きを検出できないものであ
った。
また、ポテンショメータを用いた位置検出装置では、
ポテンショメータの特性に起因する分解能及び直線性に
物理的な限界があるため、ある程度の誤差を発生してし
まい、検出精度としては、インクリメントエンコーダを
用いた位置検出装置には及ばないものであった。
ポテンショメータの特性に起因する分解能及び直線性に
物理的な限界があるため、ある程度の誤差を発生してし
まい、検出精度としては、インクリメントエンコーダを
用いた位置検出装置には及ばないものであった。
さらに、上述したいずれの構成にあってもインクリメ
ントエンコーダやポテンショメータ自身に故障或いは配
線に異常が生じた場合は、誤った検出値が出力されるこ
とになり、問題であった。
ントエンコーダやポテンショメータ自身に故障或いは配
線に異常が生じた場合は、誤った検出値が出力されるこ
とになり、問題であった。
（発明が解決しようとする課題） このようにインクリメントエンコーダ又はポテンショ
メータを用いた位置検出装置においては、高い検出精
度、非動作中にあっての可動体の動きがあったことの検
出等について一長一短があり、満足できる機能を持ち得
ないものであった。
メータを用いた位置検出装置においては、高い検出精
度、非動作中にあっての可動体の動きがあったことの検
出等について一長一短があり、満足できる機能を持ち得
ないものであった。
そこで本発明の目的は、高い検出精度を確保し得、非
動作中にあっての可動体の動きがあったことを検出し得
る位置検出装置を提供することにある。
動作中にあっての可動体の動きがあったことを検出し得
る位置検出装置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために
次のような手段を講じた構成としている。すなわち、本
発明は、可動体の動きに応じてパルスを発生するインク
リメントエンコーダと、インクリメントエンコーダの出
力パルスをカウントし、被検体の位置の相対値を検出す
るカウンタと、可動体の位置を検出するポテンショメー
タと、可動体が移動した時、カウンタの出力データとポ
テンショメータの出力データとを比較し、差分値が予め
定めた不感帯内にあるか否かを判定する比較手段と、比
較手段により差分値が予め定めた不感帯内にあると判定
された場合は、カウンタの出力を位置検出結果として出
力する手段と、比較手段により差分値が予め定めた不感
帯外にあると判定された場合は、差分値が動作時に発生
したデータであるか、または非動作時に発生したデータ
であるかを判定し、非動作時に発生したデータであると
判定された場合は初期設定ルーチンを実行する手段とを
具備することを特徴とする位置検出装置である （作用） このような構成によれば、可動体の位置を、インクリ
メントエンコーダとポテンショメータとを併用して検出
しているため、インクリメントエンコーダの出力データ
とポテンショメータの出力データとの差分値に基づき、
インクリメントエンコーダ又はポテンショメータの故障
や可動体の動きがあったことを検出することができる。
すなわち、差分値が予め定めた不感帯内にあると判定さ
れた場合は、差分値が動作時に発生したデータである
か、または非動作時に発生したデータであるかを判定
し、非動作時に発生したデータであると判定された場合
は、可動体の動きがあったとして、初期設定ルーチンを
実行して、以後の高精度検出を可動とするものである。
また、予め定めた不感帯外にあると判定された差分値が
動作時に発生したデータであると判定された場合は、イ
ンクリメントエンコーダ又はポテンショメータが故障で
あると判定するものである。
次のような手段を講じた構成としている。すなわち、本
発明は、可動体の動きに応じてパルスを発生するインク
リメントエンコーダと、インクリメントエンコーダの出
力パルスをカウントし、被検体の位置の相対値を検出す
るカウンタと、可動体の位置を検出するポテンショメー
タと、可動体が移動した時、カウンタの出力データとポ
テンショメータの出力データとを比較し、差分値が予め
定めた不感帯内にあるか否かを判定する比較手段と、比
較手段により差分値が予め定めた不感帯内にあると判定
された場合は、カウンタの出力を位置検出結果として出
力する手段と、比較手段により差分値が予め定めた不感
帯外にあると判定された場合は、差分値が動作時に発生
したデータであるか、または非動作時に発生したデータ
であるかを判定し、非動作時に発生したデータであると
判定された場合は初期設定ルーチンを実行する手段とを
具備することを特徴とする位置検出装置である （作用） このような構成によれば、可動体の位置を、インクリ
メントエンコーダとポテンショメータとを併用して検出
しているため、インクリメントエンコーダの出力データ
とポテンショメータの出力データとの差分値に基づき、
インクリメントエンコーダ又はポテンショメータの故障
や可動体の動きがあったことを検出することができる。
すなわち、差分値が予め定めた不感帯内にあると判定さ
れた場合は、差分値が動作時に発生したデータである
か、または非動作時に発生したデータであるかを判定
し、非動作時に発生したデータであると判定された場合
は、可動体の動きがあったとして、初期設定ルーチンを
実行して、以後の高精度検出を可動とするものである。
また、予め定めた不感帯外にあると判定された差分値が
動作時に発生したデータであると判定された場合は、イ
ンクリメントエンコーダ又はポテンショメータが故障で
あると判定するものである。
（実施例） 以下本発明にかかる位置検出装置の一実施例を第１図
〜第４図を参照して説明する。
〜第４図を参照して説明する。
第１図は本実施例の位置検出装置のハードウェアの構
成図、第２図は本実施例の位置検出装置に装備されるソ
フトウェアのメインルーチンの流れ図、第３図は第２図
におけるメインルーチン内における初期設定ルーチンの
流れ図である。
成図、第２図は本実施例の位置検出装置に装備されるソ
フトウェアのメインルーチンの流れ図、第３図は第２図
におけるメインルーチン内における初期設定ルーチンの
流れ図である。
第１図に示すように、本実施例の位置検出装置は、被
検出対象である図示しない可動体にその可動部を取付け
たインクリメントエンコーダ（EN）10、このインクリメ
ントエンコーダ（EN）10の出力であるパルス列をカウン
トするカウンタ12、前記可動体にその可動部を取付けた
ポテンショメータ（PT）14、このポテンショメータ（P
T）14のアナログ出力（電圧値）をディジタル出力に変
換するA/D変換器16、初期位置にあるか否かをON/OFFで
検出するセンサ18を有する。このセンサ18は、インクリ
メントエンコーダ（EN）10とポテンショメータ（PT）14
との検出範囲間をOFFとONとで二分するように、その可
動部を前記可動体に取付けている。このセンサ18として
は、リミットスイッチ等の接触センサや光スイッチ等の
非接触センサを用いるものである。
検出対象である図示しない可動体にその可動部を取付け
たインクリメントエンコーダ（EN）10、このインクリメ
ントエンコーダ（EN）10の出力であるパルス列をカウン
トするカウンタ12、前記可動体にその可動部を取付けた
ポテンショメータ（PT）14、このポテンショメータ（P
T）14のアナログ出力（電圧値）をディジタル出力に変
換するA/D変換器16、初期位置にあるか否かをON/OFFで
検出するセンサ18を有する。このセンサ18は、インクリ
メントエンコーダ（EN）10とポテンショメータ（PT）14
との検出範囲間をOFFとONとで二分するように、その可
動部を前記可動体に取付けている。このセンサ18として
は、リミットスイッチ等の接触センサや光スイッチ等の
非接触センサを用いるものである。
また、本実施例の位置検出装置は、カウンタ12の出力
DEN,A/D変換器16の出力DPT,及びセンサ18の出力である
プリセット信号を受けて所定の信号処理を行うCPU20、
及びこのCPU20に対して前記信号処理にて必要とする不
感帯データ及び補正データを保持するメモリ30を有して
構成される。ここで、CPU20は、通常のディジタルコン
ピュータであって、少なくとも主位置データメモリ22及
びデータ比較器24を備えている。また、不感帯データ及
び補正データを保持する手段として、メモリ30に代えて
ディジタルスイッチの如きのスイッチ等によっても不感
帯データ及び補正データを設定し得、且つ該データをCP
U20に与えることができるものである。
DEN,A/D変換器16の出力DPT,及びセンサ18の出力である
プリセット信号を受けて所定の信号処理を行うCPU20、
及びこのCPU20に対して前記信号処理にて必要とする不
感帯データ及び補正データを保持するメモリ30を有して
構成される。ここで、CPU20は、通常のディジタルコン
ピュータであって、少なくとも主位置データメモリ22及
びデータ比較器24を備えている。また、不感帯データ及
び補正データを保持する手段として、メモリ30に代えて
ディジタルスイッチの如きのスイッチ等によっても不感
帯データ及び補正データを設定し得、且つ該データをCP
U20に与えることができるものである。
そして、CPU20の主位置データメモリ22には、インク
リメントエンコーダ出力DENが保持され、このデータは
最終的に本装置の検出データとなるものであって、前記
プリセット信号によりプリセットされる。つまり、前記
可動体を動かしてセンサ18がOFFからONとなり、プリセ
ット信号が主位置データメモリ22に与えられると、主位
置データメモリ22はプリセットされ、新規のインクリメ
ントエンコーダ出力DENが保持されるようになってい
る。
リメントエンコーダ出力DENが保持され、このデータは
最終的に本装置の検出データとなるものであって、前記
プリセット信号によりプリセットされる。つまり、前記
可動体を動かしてセンサ18がOFFからONとなり、プリセ
ット信号が主位置データメモリ22に与えられると、主位
置データメモリ22はプリセットされ、新規のインクリメ
ントエンコーダ出力DENが保持されるようになってい
る。
そして、データ比較器24では、以下に記述する比較処
理が行われる。
理が行われる。
以下、本実施例における可動体が動いたときの検出手
順について説明する。すなわち、第２図に示す手順が実
行され、ステップS1にて、インクリメントエンコーダ出
力DENが主位置データメモリ22にセットされると共に該
セットデータ（インクリメントエンコーダ出力DEN）と
ポテンショメータ出力DPTとに対し、信号処理（（１）
式）が実行される。
順について説明する。すなわち、第２図に示す手順が実
行され、ステップS1にて、インクリメントエンコーダ出
力DENが主位置データメモリ22にセットされると共に該
セットデータ（インクリメントエンコーダ出力DEN）と
ポテンショメータ出力DPTとに対し、信号処理（（１）
式）が実行される。
DPT′＝k1・DPT＋K2 …（１） K1は変化率補正係数（ゲイン）、 K2はオフセット補正量、 DPT′は変化特性を補正したポテンショメータ出力で
ある。なお、補正したポテンショメータの出力であるD
PT′は、後述するインクリメントエンコーダとポテンシ
ョメータとの差分値の算出、及び該差分値と不感帯との
比較に用いられる。
ある。なお、補正したポテンショメータの出力であるD
PT′は、後述するインクリメントエンコーダとポテンシ
ョメータとの差分値の算出、及び該差分値と不感帯との
比較に用いられる。
次にステップS2にて、DENとDPT′との比較をし、ステ
ップS3にて、ステップS2における差分値が予め定めた不
感帯内にあるか否か（不感帯外）が判定される。この判
定で、差分値が不感帯内にあると判定されるとステップ
S4に進み、インクリメントエンコーダ出力DENを本装置
の検出出力とする。また、前記判定で、差分値が不感帯
外にあると判定されるとステップS5に進む。差分値が不
感帯外にあるつまり差分値が不感帯を超えている場合、
次の２つの要因（イ）（ロ）により異常データであると
してDENを本装置の検出出力としない。
ップS3にて、ステップS2における差分値が予め定めた不
感帯内にあるか否か（不感帯外）が判定される。この判
定で、差分値が不感帯内にあると判定されるとステップ
S4に進み、インクリメントエンコーダ出力DENを本装置
の検出出力とする。また、前記判定で、差分値が不感帯
外にあると判定されるとステップS5に進む。差分値が不
感帯外にあるつまり差分値が不感帯を超えている場合、
次の２つの要因（イ）（ロ）により異常データであると
してDENを本装置の検出出力としない。
（イ） 電源OFF時に検出対象である可動体が動いたた
め、インクリメントエンコーダ出力DENは誤ったものと
なる。
め、インクリメントエンコーダ出力DENは誤ったものと
なる。
（ロ） インクリメントエンコーダ（EN）10,ポテンシ
ョメータ（PT）14の少なくとも一つが故障したため、誤
ったデータを出力しているか又は全くデータを出力して
いない。
ョメータ（PT）14の少なくとも一つが故障したため、誤
ったデータを出力しているか又は全くデータを出力して
いない。
上記の（イ）（ロ）の場合を信号処理により判定する
のが前述又は後述するステップである。ステップS5で
は、差分値が非動作時に発生したものであるか否かが判
定され、不感体外にあると判定された差分値が動作時に
発生したものであると判定されると、インクリメントエ
ンコーダ（EN）10又はポテンショメータ（PN）14が故障
であると判定され、ステップS7としてその旨の故障表示
出力がなされる。また、不感帯外にあると判定された差
分値が非動作時に発生したものであると判定されると、
ステップS6として初期設定ルーチンが実行される。
のが前述又は後述するステップである。ステップS5で
は、差分値が非動作時に発生したものであるか否かが判
定され、不感体外にあると判定された差分値が動作時に
発生したものであると判定されると、インクリメントエ
ンコーダ（EN）10又はポテンショメータ（PN）14が故障
であると判定され、ステップS7としてその旨の故障表示
出力がなされる。また、不感帯外にあると判定された差
分値が非動作時に発生したものであると判定されると、
ステップS6として初期設定ルーチンが実行される。
この初期設定ルーチンは、第３図に示す手順により実
行される。すなわち、ステップP1にて、センサ18がON状
態であるか否かが判定され、センサ18がON状態であると
判定されるとステップP2を経てステップP3に進み、セン
サ18がON状態でない、つまりOFF状態であると判定され
ると直接にステップP3に進む。ステップP2は、センサ18
をONからOFFに変わるように操作者によりその可動体を
動かすものである。
行される。すなわち、ステップP1にて、センサ18がON状
態であるか否かが判定され、センサ18がON状態であると
判定されるとステップP2を経てステップP3に進み、セン
サ18がON状態でない、つまりOFF状態であると判定され
ると直接にステップP3に進む。ステップP2は、センサ18
をONからOFFに変わるように操作者によりその可動体を
動かすものである。
ここで、ステップP3は、操作者によりセンサ18をOFF
からONに変わるようにその可動体を動かすものであり、
これにより、センサ18からのプリセット信号が主位置デ
ータメモリ22に与えられ、主位置データメモリ22はプリ
セットされ、後述するステップP5にてカウンタ12を操作
して初期値を設定する。なお、センサ18の作用は模式的
に第４図にて示される。
からONに変わるようにその可動体を動かすものであり、
これにより、センサ18からのプリセット信号が主位置デ
ータメモリ22に与えられ、主位置データメモリ22はプリ
セットされ、後述するステップP5にてカウンタ12を操作
して初期値を設定する。なお、センサ18の作用は模式的
に第４図にて示される。
次に、ステップP3の後に再度、ステップP4にてセンサ
18がON状態であるか否かが判定され、センサ18がON状態
であると判定された瞬間にステップP5にて初期値設定を
行い、終了となり、一方、センサ18がON状態でない、つ
まりOFF状態であると判定されるとステップP3に戻る。
18がON状態であるか否かが判定され、センサ18がON状態
であると判定された瞬間にステップP5にて初期値設定を
行い、終了となり、一方、センサ18がON状態でない、つ
まりOFF状態であると判定されるとステップP3に戻る。
このように本実施例によれば、２つの検出要素のうち
の一方であるインクリメントエンコーダ（EN）10の出力
データDENにより高い検出精度を確保し得、また、非動
作中つまり電源OFF中にあっての可動体の動きがあった
ことを検出し得、さらに、故障状態の把握が行えるもの
となる。
の一方であるインクリメントエンコーダ（EN）10の出力
データDENにより高い検出精度を確保し得、また、非動
作中つまり電源OFF中にあっての可動体の動きがあった
ことを検出し得、さらに、故障状態の把握が行えるもの
となる。
また、故障検出能力を向上できる手順は、第５図に示
すように、第２図に示す手順におけるステップS1とステ
ップS2との間に、ステップS8のルーチンを介挿すること
で実現される。このステップS8のルーチンは、インクリ
メントエンコーダ出力DENとポテンショメータ出力DPTと
の上限値，下限値を比較することにより、詳細に故障状
態を検知できるものであり、第６図に示す手順により実
現される。
すように、第２図に示す手順におけるステップS1とステ
ップS2との間に、ステップS8のルーチンを介挿すること
で実現される。このステップS8のルーチンは、インクリ
メントエンコーダ出力DENとポテンショメータ出力DPTと
の上限値，下限値を比較することにより、詳細に故障状
態を検知できるものであり、第６図に示す手順により実
現される。
すなわち、ステップR1にてインクリメントエンコーダ
出力DENとポテンショメータ出力DPTとを入力し、ステッ
プR2にてDEN,DPTが上限値を超えたか否かを判定する。
ここで、DEN,DPTが上限値を超えたと判定されると、ス
テップR3にてインクリメントエンコーダ（EN）10又はポ
テンショメータ（PT）14が故障であると判定され、その
旨の表示等がなされる。また、ここで、DEN,DPTが上限
値を超えていないと判定されると、ステップR4にてDEN,
DPTが下限値を超えたか否かを判定する。ここで、DEN,D
PTが下限値を超えていないと判定されると、ステップR3
にてインクリメントエンコーダ（EN）10又はポテンショ
メータ（PT）14が故障であると判定され、その旨の表示
等がなされる。また、DEN,DPTが下限値を超えたと判定
されると、インクリメントエンコーダ（EN）10又はポテ
ンショメータ（PT）14は正常であり、そのデータDEN,D
PTも正常であると判定される。
出力DENとポテンショメータ出力DPTとを入力し、ステッ
プR2にてDEN,DPTが上限値を超えたか否かを判定する。
ここで、DEN,DPTが上限値を超えたと判定されると、ス
テップR3にてインクリメントエンコーダ（EN）10又はポ
テンショメータ（PT）14が故障であると判定され、その
旨の表示等がなされる。また、ここで、DEN,DPTが上限
値を超えていないと判定されると、ステップR4にてDEN,
DPTが下限値を超えたか否かを判定する。ここで、DEN,D
PTが下限値を超えていないと判定されると、ステップR3
にてインクリメントエンコーダ（EN）10又はポテンショ
メータ（PT）14が故障であると判定され、その旨の表示
等がなされる。また、DEN,DPTが下限値を超えたと判定
されると、インクリメントエンコーダ（EN）10又はポテ
ンショメータ（PT）14は正常であり、そのデータDEN,D
PTも正常であると判定される。
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施できるものである。
て実施できるものである。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、高い検出精度を確保し
得、非動作中にあっての可動体の動きがあったことを検
出し得る位置検出装置を提供できるものである。
得、非動作中にあっての可動体の動きがあったことを検
出し得る位置検出装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】 第１図は本実施例の位置検出装置のハードウェアの構成
図、第２図は本実施例の位置検出装置に装備されるソフ
トウェアのメインルーチンの一例の流れ図、第３図は第
２図におけるメインルーチン内における初期設定ルーチ
ンの流れ図、第４図は初期設定センサの作用を示す図、
第５図は第２図のルーチンの変形例を示す流れ図、第６
図は第５図における比較ルーチンの流れ図である。 10……インクリメントエンコーダ（EN）、カウンタ……
カウンタ、14……ポテンショメータ（PT）、16……A/D
変換器、18……初期設定センサ、20……CPU、22……主
位置データメモリ、24……データ比較器、30……メモ
リ。
図、第２図は本実施例の位置検出装置に装備されるソフ
トウェアのメインルーチンの一例の流れ図、第３図は第
２図におけるメインルーチン内における初期設定ルーチ
ンの流れ図、第４図は初期設定センサの作用を示す図、
第５図は第２図のルーチンの変形例を示す流れ図、第６
図は第５図における比較ルーチンの流れ図である。 10……インクリメントエンコーダ（EN）、カウンタ……
カウンタ、14……ポテンショメータ（PT）、16……A/D
変換器、18……初期設定センサ、20……CPU、22……主
位置データメモリ、24……データ比較器、30……メモ
リ。
Claims (1)
- 【請求項１】可動体の動きに応じてパルスを発生するイ
ンクリメントエンコーダと、 前記インクリメントエンコーダの出力パルスをカウント
し、前記被検体の位置の相対値を検出するカウンタと、 前記可動体の位置を検出するポテンショメータと、 可動体が移動した時、前記カウンタの出力データと前記
ポテンショメータの出力データとを比較し、差分値が予
め定めた不感帯内にあるか否かを判定する比較手段と、 前記比較手段により前記差分値が予め定めた不感帯内に
あると判定された場合は、前記カウンタの出力を位置検
出結果として出力する手段と、 前記比較手段により前記差分値が予め定めた不感帯外に
あると判定された場合は、前記差分値が動作時に発生し
たデータであるか、または非動作時に発生したデータで
あるかを判定し、非動作時に発生したデータであると判
定された場合は初期設定ルーチンを実行する手段とを具
備することを特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19683489A JP3160278B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19683489A JP3160278B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361808A JPH0361808A (ja) | 1991-03-18 |
| JP3160278B2 true JP3160278B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=16364443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19683489A Expired - Lifetime JP3160278B2 (ja) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3160278B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006115000A1 (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 移動位置検出装置および昇降式収納装置 |
| JP4591173B2 (ja) * | 2005-04-18 | 2010-12-01 | パナソニック電工株式会社 | 移動位置検出装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59226801A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 位置検出器 |
| JPH067061B2 (ja) * | 1987-06-23 | 1994-01-26 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転角検出装置 |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP19683489A patent/JP3160278B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361808A (ja) | 1991-03-18 |
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