JP3198539B2 - Displacement detector - Google Patents

Displacement detector

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JP3198539B2
JP3198539B2 JP17967691A JP17967691A JP3198539B2 JP 3198539 B2 JP3198539 B2 JP 3198539B2 JP 17967691 A JP17967691 A JP 17967691A JP 17967691 A JP17967691 A JP 17967691A JP 3198539 B2 JP3198539 B2 JP 3198539B2
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捷利 壬生
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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)
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属加工機械、精密測定
機器に用いられる例えば磁気スケール等の変位量検出装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement detecting device such as a magnetic scale used for a metal working machine or a precision measuring instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気スケールに用いられる従来の位相検
出型の変位量検出装置は例えば図8に示す如くである。
即ち図8において、1はスケール部で、波長λの磁気目
盛が記録されたスケール1a及び2個の検出ヘッド1
b、1cで構成されている。このスケール部1の検出ヘ
ッド1b、1cより得られるスケール信号はスケール信
号検出回路2に導かれ、このスケール信号検出回路2に
おいて変位量に応じて位相の変化する信号ePMを出力す
る。この位相変調信号ePM
2. Description of the Related Art A conventional phase detecting type displacement detecting device used for a magnetic scale is as shown in FIG.
That is, in FIG. 8, reference numeral 1 denotes a scale portion, which is a scale 1 a on which a magnetic scale of a wavelength λ is recorded and two detection heads 1.
b, 1c. The scale section 1 of the detection head 1b, scale signal obtained from 1c is guided to the scale signal detection circuit 2, and outputs a signal e PM which varies in phase in accordance with the displacement amount in the scale signal detection circuit 2. This phase modulation signal e PM is

【0003】[0003]

【数1】 (Equation 1)

【0004】となる。但しωc =2π×fc (fc :キ
ャリア周波数)、Xは相対変位量(移動量)を示す。こ
の位相変調信号ePMは波形整形された後に内挿回路3に
供給される。この内挿回路3はキャリア周波数fc に対
してnfC なる周波数を持つクロックパルスを用いて、
分解能λ/nの移動方向に応じたパルス信号(以下UP
信号又はDown信号という)を出力する如くなされ、
このUP信号又はDown信号をカウンタでカウントす
ることにより変位量を得る様にしている。
[0004] However ω c = 2π × f c ( f c: carrier frequency), X represents a relative displacement (amount of movement). The phase modulation signal e PM is supplied to the interpolation circuit 3 after being shaped. The interpolation circuit 3 by using a clock pulse having a nf C comprising a frequency to the carrier frequency f c,
A pulse signal (hereinafter referred to as UP) corresponding to the moving direction of the resolution λ / n
A signal or a Down signal).
The displacement amount is obtained by counting the UP signal or the Down signal with a counter.

【0005】斯かる磁気スケールにおいては高精度な検
出を行うためスケール信号検出回路2に図9に示す如き
種々の調整手段が設けられていた。即ち検出ヘッド1b
及び1cの帯磁によって直流バイアスの相違が発生し、
この帯磁現象は検出時の位置誤差となり電気的な補償が
必要であり、またこれら検出ヘッド1b及び1cの製造
上のバラツキ等により、出力レベルの相違及び検出ヘッ
ド1b、1c間の位相差の誤差が生じ製品毎に調整する
必要があった。
In such a magnetic scale, various adjustment means as shown in FIG. 9 are provided in the scale signal detection circuit 2 in order to perform highly accurate detection. That is, the detection head 1b
And 1c cause a difference in DC bias,
This magnetizing phenomenon becomes a position error at the time of detection, and electrical compensation is required. Also, due to manufacturing variations of the detection heads 1b and 1c, differences in output levels and errors in the phase difference between the detection heads 1b and 1c. Then, it was necessary to adjust for each product.

【0006】この図9に於いては一方の検出ヘッド1b
の出力信号をこの一方の検出ヘッド1bの帯磁による直
流バイアスを調整する直流バイアス調整器2a及びこの
出力信号のレベルを調整する可変利得増幅器2bの直列
回路を介して加算増幅器2fに供給すると共に他方の検
出ヘッド1cの出力信号をこの他方の検出ヘッド1cの
帯磁による直流バイアスを調整する直流バイアス調整器
2c及びこの出力信号のレベルを調整する可変利得増幅
器2dの直列回路と位相調整が可能な90°移相器2e
とを介して加算増幅器2fに供給し、この加算増幅器2
fの出力信号をバンドパスフィルタ2g及び増幅器2h
を介して位相変調信号ePMとして、内挿回路3に供給す
る。また図9に於いて2jは検出ヘッド1b及び1cに
励磁信号EX sin(ωC /2)tを供給する励磁増幅
器である。
In FIG. 9, one of the detection heads 1b
Is supplied to an addition amplifier 2f through a series circuit of a DC bias adjuster 2a for adjusting a DC bias due to magnetization of one of the detection heads 1b and a variable gain amplifier 2b for adjusting the level of the output signal. The phase of the output signal of the detection head 1c can be adjusted with a series circuit of a DC bias adjuster 2c for adjusting the DC bias due to the magnetization of the other detection head 1c and a variable gain amplifier 2d for adjusting the level of the output signal. ° Phase shifter 2e
To the summing amplifier 2f via the
f is output to the bandpass filter 2g and the amplifier 2h.
Is supplied to the interpolation circuit 3 as a phase modulation signal e PM via the. The 2j In FIG 9 is energized amplifier supplies an exciting signal E X sin (ω C / 2 ) t a detection head 1b and 1c.

【0007】斯る図9に於いては製造時等において直流
バイアス調整器2a及び2cにより一方及び他方の検出
ヘッド1b及び1cの帯磁による直流バイアスを零にす
る如くこの直流バイアス調整器2a及び2cを調整し、
また可変利得増幅器2b及び2dによりこの検出ヘッド
1b及び1cの出力信号のレベルが同じになる様にこの
可変利得増幅器2b及び2dの利得を調整し、また検出
ヘッド1b及び1cの夫々の出力信号の位相差が90°
(λ/4)となる如く、この90°移相器の位相を調整
していた。
In FIG. 9, the DC bias adjusters 2 a and 2 c are used by the DC bias adjusters 2 a and 2 c so that the DC bias caused by the magnetization of one and the other detection heads 1 b and 1 c is reduced to zero during manufacturing. Adjust
The gains of the variable gain amplifiers 2b and 2d are adjusted by the variable gain amplifiers 2b and 2d so that the levels of the output signals of the detection heads 1b and 1c become the same, and the output signals of the detection heads 1b and 1c are adjusted. 90 ° phase difference
The phase of this 90 ° phase shifter was adjusted so that (λ / 4).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この調
整状態は例えば時間経過あるいは取り付け状態の変化等
により微妙に変化することがあり、特に高精度な検出が
必要とされる場合においては定期的なこの調整が望まれ
ると共にこの調整作業を人手により行っているので調整
作業に熟練を要し、且つこの調整にバラツキを生じる不
都合があった。本発明は斯る点に鑑み常にバラツキのな
い安定な調整かできるようにすることを目的とする。
However, this adjustment state may change subtly due to, for example, the passage of time or a change in the mounting state, and especially when high-precision detection is required, the adjustment state is periodically changed. Since adjustment is desired and this adjustment work is performed manually, there is a problem that the adjustment work requires skill, and that the adjustment varies. In view of the above, an object of the present invention is to make it possible to always perform stable adjustment without variation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によると、例えば
図1に示す如く、1対の検出ヘッドと、周期λの目盛を
有するスケールと、上記検出ヘッドと上記スケールの間
の相対的移動によって変化する位相変調信号を出力する
スケール信号検出回路と、を有し、上記位相変調信号に
よって変位量を検出するように構成された変位量検出装
置において、上記位相変調信号に発生するリップル成分
の発生要因を特定し該発生要因の大きさを検出し上記リ
ップル成分を除去するためのリップル成分除去手段を設
け、該リップル成分除去手段は、上記リップル成分信号
の波形を検出することによって上記リップル成分の発生
要因である上記検出ヘッドの直流バイアス、上記検出ヘ
ッド間の出力レベルの差及び上記検出ヘッドの出力信号
間の位相差の偏倚を特定し、上記リップル成分信号の極
値が生ずる2つの特異点における上記リップル成分信号
の偏差を演算し、該偏差の符号によって上記リップル成
分の発生要因の方向を検出し、上記偏差の大きさによっ
て上記リップル成分の発生要因の大きさを検出するよう
に構成されている。
According to the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a pair of detection heads, a scale having a scale of period λ, and a relative movement between the detection head and the scale are provided. Generating a ripple component generated in the phase modulation signal in a displacement amount detection device having a scale signal detection circuit that outputs a changing phase modulation signal, and configured to detect a displacement amount by the phase modulation signal. A ripple component removing unit for identifying a factor, detecting the magnitude of the occurrence factor, and removing the ripple component is provided, and the ripple component removing unit detects the ripple component signal by detecting a waveform of the ripple component signal. The DC bias of the detection head, the difference in the output level between the detection heads, and the deviation of the phase difference between the output signals of the detection heads, which are the causes. Identify, calculate the deviation of the ripple component signal at two singular points where the extreme value of the ripple component signal occurs, detect the direction of the cause of the ripple component by the sign of the deviation, and calculate the direction of the ripple component by the magnitude of the deviation It is configured to detect the magnitude of the factor causing the ripple component.

【0010】[0010]

【作用】本発明に依れば位相変調信号のリップル成分を
検出し、このリップル成分により調整要素例えば直流バ
イアス調整器等を特定し、このリップル成分が最小にな
るようにこの調整要素を調整するので、常にバラツキの
ない安定な調整ができる。
According to the present invention, a ripple component of a phase modulation signal is detected, an adjustment element such as a DC bias adjuster is specified by the ripple component, and the adjustment element is adjusted so that the ripple component is minimized. Therefore, stable adjustment can be performed without variation.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図1,図2を参照しながら本発明変位
量検出装置の一実施例につき説明しよう。この図1,図
2に於いて、図8,図9に対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明は省略する。本例の図1に於いても
スケール部1は波長λの磁気目盛が記録されたスケール
1aと2個の検出ヘッド1b及び1cとより構成され、
このスケール部1の検出ヘッド1b及び1cより得られ
るスケール信号はスケール信号検出回路2に導かれ、こ
のスケール信号検出回路2に於いて変位量に応じて位相
の変化する数1に示す如き位相変調信号ePMが得られ
る。このスケール信号検出回路2の出力側に得られる位
相変調信号ePMを波形整形した後に内挿回路3に供給す
る。この内挿回路3はキャリア周波数fC に対してnf
C なる周波数を持つクロックパルスを用いて分解能λ/
nの移動方向に応じたパルス信号を出力する如くなさ
れ、このUP信号又はDown信号をカウンタでカウン
トすることにより変位量を得る様にしている。ここでλ
=200μm,n=200とすると、1μm毎のUP信
号又はDown信号が得られることとなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the displacement detecting apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIGS. 1 and 2, parts corresponding to FIGS. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Also in FIG. 1 of this example, the scale section 1 is composed of a scale 1a on which a magnetic scale of a wavelength λ is recorded and two detection heads 1b and 1c.
A scale signal obtained from the detection heads 1b and 1c of the scale section 1 is guided to a scale signal detection circuit 2, where the phase signal changes in accordance with the amount of displacement as shown in Equation 1 below. The signal e PM is obtained. The phase modulation signal e PM obtained at the output side of the scale signal detection circuit 2 is supplied to the interpolation circuit 3 after waveform shaping. This interpolation circuit 3 is nf for the carrier frequency f C.
Using a clock pulse having a frequency of C, the resolution λ /
A pulse signal corresponding to the moving direction of n is output, and the displacement amount is obtained by counting the UP signal or the Down signal with a counter. Where λ
= 200 μm and n = 200, an UP signal or Down signal for each 1 μm is obtained.

【0012】本例に於いては内挿回路3よりのUP信号
及びDown信号を例えば1/5(m=5)とする逓減
回路4を介してマイクロコンピュータ5に供給し、また
この内挿回路3に得られるλ信号をこのマイクロコンピ
ュータ5に供給する。この逓減回路4は高分解能なUP
信号又はDown信号を低減する為の回路であり、マイ
クロコンピュータ5の処理の簡略化の為、使用したもの
である。即ち変位量検出回路の一般的な要求としては高
い分解能が必要であるが、各パラメータのずれによって
生ずるリップル成分の高調波の次数は2次であり、サン
プリング定理からもこれほどの分解能が不要なことによ
る。
In this embodiment, the UP signal and the Down signal from the interpolation circuit 3 are supplied to a microcomputer 5 via a down-conversion circuit 4 for, for example, 1/5 (m = 5). 3 is supplied to the microcomputer 5. This step-down circuit 4 is a high-resolution UP
This is a circuit for reducing the signal or the Down signal, and is used for simplifying the processing of the microcomputer 5. That is, as a general requirement of the displacement amount detection circuit, a high resolution is required, but the order of the harmonic of the ripple component generated by the deviation of each parameter is second order, and from the sampling theorem, such a high resolution is not required. It depends.

【0013】また本例に於いてはスケール信号検出回路
2の出力側に得られる位相変調信号ePMをこのエンベロ
ープ成分を検出するリップル検出回路6に供給する。こ
のリップル検出回路6は例えば自乗検波器等で構成でき
る。このリップル検出回路6の出力側に得られる位相変
調信号ePMのリップル信号EP は検出ヘッド1b及び1
cの直流バイアスのずれ、検出ヘッド1b及び1cの出
力レベルのずれ、検出ヘッド1b及び1cの夫々の出力
信号間の位相90°よりのずれに応じた固有のパターン
を持っている。即ち検出ヘッド1b及び1cの直流バイ
アスがずれているときのリップル信号のパターンはこの
リップル信号の周期がスケールの記録波長λに対し1周
期であり、検出ヘッド1b及び1cの出力レベルのずれ
ているときのリップル信号のパターンと検出ヘッド1b
及び1cの夫々の出力信号間の位相90°よりのずれて
いるときのリップル信号のパターンとはリップル信号の
周期が記録波長λに対し共に2周期であるが、この出力
レベルのずれているときのリップル信号のパターンと位
相90°よりずれているときのリップル信号のパターン
とはリップル信号のパターンに90°の位相差があるも
のである。
In this embodiment, the phase modulation signal e PM obtained at the output of the scale signal detection circuit 2 is supplied to a ripple detection circuit 6 for detecting the envelope component. The ripple detection circuit 6 can be constituted by, for example, a square detector. The ripple signal E P of the phase modulation signal e PM obtained at the output side of the ripple detection circuit 6 is output from the detection heads 1b and 1
c has a peculiar pattern corresponding to the deviation of the DC bias, the deviation of the output levels of the detection heads 1b and 1c, and the deviation between the output signals of the detection heads 1b and 1c from the phase of 90 °. That is, the pattern of the ripple signal when the DC bias of the detection heads 1b and 1c is shifted is such that the cycle of the ripple signal is one cycle with respect to the recording wavelength λ of the scale, and the output levels of the detection heads 1b and 1c are shifted. Of the ripple signal at the time and the detection head 1b
The pattern of the ripple signal when the output signal is shifted from the phase of 90 ° between the output signals 1c and 1c means that the cycle of the ripple signal is two cycles with respect to the recording wavelength λ. Is different from the ripple signal pattern when the phase is shifted from 90 ° by 90 ° in the ripple signal pattern.

【0014】このリップル検出回路6の出力側に得られ
るリップル信号EPをサンプルホールド機能を有するア
ナログ−ディジタル変換器7に供給し、このアナログ−
ディジタル変換器7に於いてはマイクロコンピュータ5
からの指令に従ってサンプリングホールド毎にディジタ
ル化されたリップル信号EP(D)をマイクロコンピュ
ータ5に供給する。
[0014] Analog has a sample hold function ripple signal E P obtained at the output side of the ripple detection circuit 6 - supplied to digital converter 7, the analog -
The microcomputer 5 in the digital converter 7
The microcomputer 5 supplies a ripple signal E P (D) digitized for each sampling hold in accordance with the command from the microcomputer 5.

【0015】このマイクロコンピュータ5に於いてはリ
ップル信号EP (D)のパターンにより、調整すべき要
素例えば検出ヘッド1b及び1cの直流バイアスがずれ
ているのか、検出ヘッド1b及び1cの夫々の出力信号
のレベルがずれているのか、検出ヘッド1b及び1cの
夫々の出力信号間の位相が90°よりずれているかを判
断し、この判断に従って調整信号を生成する如くする。
図1において5aは調整指令信号入力端子を示し、この
調整指令信号入力端子5aに調整指令信号が供給された
ときこのマイクロコンピュータ5より調整信号が電子ボ
リウム制御回路8を介してスケール信号検出回路2の所
定の調整を行う電子ボリウムに供給される如くなされ
る。この調整指令信号は例えば電源が投入される度毎に
発生する等必要に応じて発生する如くする。
In the microcomputer 5, depending on the pattern of the ripple signal E P (D), whether an element to be adjusted, for example, the DC bias of the detection heads 1b and 1c is shifted, and the output of each of the detection heads 1b and 1c. It is determined whether the level of the signal is shifted or the phase between the output signals of the detection heads 1b and 1c is shifted by more than 90 °, and an adjustment signal is generated according to this determination.
In FIG. 1, reference numeral 5a denotes an adjustment command signal input terminal. When an adjustment command signal is supplied to the adjustment command signal input terminal 5a, the microcomputer 5 sends an adjustment signal from the microcomputer 5 via an electronic volume control circuit 8 to a scale signal detection circuit 2. Is supplied to the electronic volume for performing the predetermined adjustment of the above. The adjustment command signal is generated as needed, for example, each time the power is turned on.

【0016】本例によるスケール信号検出回路2は図2
に示す如く構成する。この図2に於いては一方の検出ヘ
ッド1bの出力信号をこの一方の検出ヘッド1bの帯磁
による直流バイアスを調整する電子ボリウムER1 より
成る直流バイアス調整器2an及び前置増幅器2bnの
直列回路を介して一方及び他方の検出ヘッド1b及び1
cの出力信号のレベル差を調整する電子ボリウムER3
を有する加算増幅器2fnの一方の入力端子に供給する
と共に他方の検出ヘッド1cの出力信号をこの他方の検
出ヘッド1cの帯磁による直流バイアスを調整する電子
ボリウムER2 より成る直流バイアス調整器2cn及び
前置増幅器2dnの直列回路と電子ボリウムER5 によ
り位相調整が可能な90°移相器2enとを介して加算
増幅器2fnの他方の入力端子に供給し、この加算増幅
器2fnの出力信号をバンドパスフィルタ2gn及び出
力レベル調整用の電子ボリウムER4 を有する増幅器2
hnを介して位相変調信号ePMとして、内挿回路3に供
給する。この電子ボリウムER1 ,ER2 ,ER3 ,E
4 及びER5 としてはディジタル信号により制御され
る周知のものを使用する。
The scale signal detection circuit 2 according to this embodiment is shown in FIG.
The configuration is as shown in FIG. A series circuit of a direct current bias regulator 2an and preamplifier 2bn output signal consists of the electronic volume ER 1 for adjusting the DC bias due to magnetic susceptibility of the one detection head 1b in this figure at the 2 one detection head 1b And the other detection heads 1b and 1
Electronic volume ER 3 for adjusting the level difference of the output signal of c
Consisting of the electronic regulator ER 2 for adjusting the DC bias of the output signal of the other detector heads 1c by magnetic susceptibility of the other detection head 1c is supplied to one input terminal of the summing amplifier 2fn having a DC bias adjuster 2cn and before through a 90 ° phase shifter 2en capable phase adjustment is supplied to the other input terminal of the summing amplifier 2fn by the series circuit and the electronic regulator ER 5 of preamplifier 2Dn, band-pass filter the output signal of the summing amplifier 2fn Amplifier 2 having 2 gn and electronic volume ER 4 for adjusting the output level
hn to the interpolation circuit 3 as the phase modulation signal e PM . The electronic regulators ER 1 , ER 2 , ER 3 , E
As R 4 and ER 5 , known ones controlled by digital signals are used.

【0017】例えば電子ボリウムER4 を有する増幅器
2hnを例えば図3Aに示す如き構成とする。即ち入力
端子10を抵抗器Riを介して演算増幅器11の反転入
力端子−に接続すると共にこの演算増幅器11の非反転
入力端子+を接地し、演算増幅器11の反転入力端子一
を抵抗器Rfを構成する電子ボリウムER4 を介して出
力端子12に接続する。この電子ボリウムER4 として
は図3Bに示す如く入力端14及び出力端15間に抵抗
値Rの抵抗器16a、抵抗値2Rの抵抗器16b、抵抗
値4Rの抵抗器16c、抵抗値8Rの抵抗器16d及び
抵抗値Rの抵抗器16eの5個の抵抗器を直列に接続
し、之等抵抗器16a,16b,16c及び16dの夫
々に並列に夫々スイッチ17a,17b,17c及び1
7dを設け、このスイッチ17a,17b,17c及び
17dを制御用ディジタル信号入力端子13よりの4ビ
ットのディジタル信号によりオン・オフを制御する如く
する。この場合抵抗値Rから16Rまでの16段階の抵
抗値を切換えて得ることができ、この図3Aの増幅器2
hnの増幅率を16段階に可変できる。
[0017] For example and as shown the amplifier 2hn in Figure 3A example configuration with electronic regulator ER 4. That is, the input terminal 10 is connected to the inverting input terminal-of the operational amplifier 11 via the resistor Ri, the non-inverting input terminal + of the operational amplifier 11 is grounded, and the inverting input terminal of the operational amplifier 11 is connected to the resistor Rf. via the electronic volume ER 4 constituting connected to the output terminal 12. Resistors 16a of the resistance value R between the input end 14 and output end 15 as Examples of the electronic regulator ER 4 shown in FIG. 3B, the resistor 16b of the resistance value 2R, resistor 16c of the resistance value 4R, resistance of the resistance value 8R A resistor 16d and a resistor 16e having a resistance value R are connected in series with each other, and switches 17a, 17b, 17c and 1 are respectively connected in parallel with the resistors 16a, 16b, 16c and 16d.
7d is provided, and the switches 17a, 17b, 17c and 17d are turned on / off by a 4-bit digital signal from the control digital signal input terminal 13. In this case, the resistance value can be obtained by switching the resistance value in 16 steps from the resistance value R to 16R.
hn can be varied in 16 steps.

【0018】また励磁信号EX sin(ωC /2)tを
励磁増幅器2jnを介して検出ヘッド1b及び1cに夫
々供給する。
[0018] excitation signal E X sin (ω C / 2 ) for supplying respectively a t the detection head 1b and 1c through the excitation amplifier 2Jn.

【0019】斯かる本例においては調整指令信号入力端
子5aに調整指令信号が供給されたときにマイクロコン
ピュータ5は自動調整動作が起動される。この調整指令
信号が供給されると、マイクロコンピュータ5はλ信号
を基準にして、1波長内におけるリップル信号のパター
ンを測定し、内部のメモリに蓄える。この作業を、数波
長に亘って続けることによりリップル信号の成分が規格
値を満たしているかどうかを判断し、必要に応じて自動
調整動作を起動する。この自動調整動作は図4の手順に
従って行われる。尚、λ信号は、周期λの開始点を示す
信号であり、例えば周期λ毎にパルスを発生するパルス
信号である。
In this embodiment, when the adjustment command signal is supplied to the adjustment command signal input terminal 5a, the microcomputer 5 starts the automatic adjustment operation. When this adjustment command signal is supplied, the microcomputer 5 measures the pattern of the ripple signal within one wavelength with reference to the λ signal and stores it in an internal memory. By continuing this operation over several wavelengths, it is determined whether or not the component of the ripple signal satisfies the standard value, and the automatic adjustment operation is started if necessary. This automatic adjustment operation is performed according to the procedure of FIG. Note that the λ signal is a signal indicating the start point of the cycle λ, and is, for example, a pulse signal that generates a pulse for each cycle λ.

【0020】先ず最初にマイクロコンピュータ5は検出
ヘッド1bの出力信号の直流バイアスから調整を開始す
る(ステップ100)。この直流バイアスの調整は図5
のフローチャートに示す如く先ず検出ヘッド1bの出力
信号に直流バイアスのずれがあるかどうか判断される。
この直流バイアスのずれに伴うリップル信号のパターン
は波長λに対して1周期の成分を有する正弦波状であ
る。この検出ヘッド1bの出力信号の直流バイアスにず
れがあると、1周期内の波長λ/4及び3λ/4付近の
位置に極大点又は極小点が現れる。尚、極大点と極小点
の間の距離はλ/2であるが、極値の現れる位置は必ず
しも正確に波長λ/4、3λ/4の位置ではなく、回路
条件によって変化する。リップル信号の振幅は直流バイ
アスのずれの大きさを表し、極大及び極小が現れる順序
即ち波形は直流バイアスの方向、即ち、帯磁の方向を示
す。例えば、リップル信号の波長λ/4付近の位置に極
大点が現れ波長3λ/4付近の位置に極小点が現れる場
合には、直流バイアスの方向はプラス側であり、リップ
ル信号の波長λ/4付近の位置に極小点が現れ波長3λ
/4付近の位置に極大点が現れる場合には、直流バイア
スの方向はマイナス側である。尚、極大と極小が現れる
順序、即ち波形と直流バイアスの方向の関係は、回路条
件によって変化し、ここに記載した例と逆であってよ
い。この検出ヘッド1bの出力信号の直流バイアスにず
れがなく規格値のときはこの調整は終了する。
First, the microcomputer 5 starts adjustment from the DC bias of the output signal of the detection head 1b (step 100). This DC bias adjustment is shown in FIG.
First, it is determined whether or not the output signal of the detection head 1b has a DC bias shift as shown in the flowchart of FIG.
The pattern of the ripple signal resulting from the deviation of the DC bias is a sinusoidal waveform having one cycle component with respect to the wavelength λ. If there is a deviation in the DC bias of the output signal of the detection head 1b, a maximum point or a minimum point appears at a position near the wavelengths λ / 4 and 3λ / 4 within one cycle. Although the distance between the maximum point and the minimum point is λ / 2, the position where the extreme value appears is not always exactly the position of the wavelengths λ / 4 and 3λ / 4, but changes depending on circuit conditions. The amplitude of the ripple signal indicates the magnitude of the deviation of the DC bias, and the order in which the maximum and the minimum appear, that is, the waveform indicates the direction of the DC bias, that is, the direction of magnetization. For example, when a local maximum point appears at a position near the wavelength λ / 4 of the ripple signal and a local minimum point appears at a position near the wavelength 3λ / 4, the direction of the DC bias is on the positive side, and the wavelength λ / 4 of the ripple signal. A minimum point appears at a position near the wavelength 3λ
When the maximum point appears at a position near / 4, the direction of the DC bias is on the minus side. The order in which the local maximum and the local minimum appear, that is, the relationship between the waveform and the direction of the DC bias varies depending on circuit conditions, and may be opposite to the example described here. If there is no deviation in the DC bias of the output signal of the detection head 1b and it is a standard value, this adjustment ends.

【0021】リップル信号内の極大又は極小点が現れる
波長λ/4付近の位置を第1の特異点B11とし、波長
3λ/4付近の位置を第2の特異点B12とする。直流
バイアスにずれがある場合には、2つの特異点B11,
B12の電圧値E(B11)、E(B11)の差ΔE
(B)を求める。 ΔE(B)=E(B11)−E(B11) この電圧差ΔE(B)の大きさは直流バイアスの大きさ
を示し、符号は直流バイアスの方向を示している。例え
ば、ΔE(B)≧0のとき、直流バイアスはプラス側に
帯磁しており、ΔE(B)<0のとき、直流バイアスは
マイナス側に帯磁している。上述のように、ΔE(B)
の符号と直流バイアスの方向の関係は回路条件によって
異なる。例えば、ΔE(B)の符号と直流バイアスの方
向の関係はここに記載した例と逆であってよい。そこで
マイクロコンピュータ5はこの電圧差ΔE(B)の大き
さ及び符号に応じて電子ボリウムER1を調節し、この
ΔE(B)の値が規格値(最小)になるまで調整し、こ
のΔE(B)の値が規格値に達したときにこの調整を終
了する。
A position near the wavelength λ / 4 where the maximum or minimum point in the ripple signal appears is defined as a first singular point B11, and a position near the wavelength 3λ / 4 is defined as a second singular point B12. If there is a deviation in the DC bias, the two singularities B11,
Difference ΔE between voltage values E (B11) and E (B11) of B12
(B) is obtained. ΔE (B) = E (B11) −E (B11) The magnitude of the voltage difference ΔE (B) indicates the magnitude of the DC bias, and the sign indicates the direction of the DC bias. For example, when ΔE (B) ≧ 0, the DC bias is magnetized on the plus side, and when ΔE (B) <0, the DC bias is magnetized on the minus side. As described above, ΔE (B)
And the direction of the DC bias direction depend on circuit conditions. For example, the relationship between the sign of ΔE (B) and the direction of the DC bias may be opposite to the example described here. Therefore, the microcomputer 5 adjusts the electronic regulator ER1 according to the magnitude and sign of the voltage difference ΔE (B) until the value of the ΔE (B) becomes a standard value (minimum). This adjustment is terminated when the value of ()) reaches the standard value.

【0022】次にマイクロコンピュータ5は検出ヘッド
1cの出力信号の直流バイアスを調整する(ステップS
101)。この検出ヘッド1cの出力信号の直流バイア
スの調整は図5の検出ヘッド1bの出力信号の直流バイ
アス調整と同様に行われ、この直流バイアスにずれがな
いとき及び電子ボリウムER2を調整し2つ特異点B1
1,B12の電圧値E(B11)、E(B11)の差Δ
E(B)が規格値(最小)になったときにこの調整を終
了する。
Next, the microcomputer 5 adjusts the DC bias of the output signal of the detection head 1c (step S).
101). The adjustment of the DC bias of the output signal of the detection head 1c is performed in the same manner as the adjustment of the DC bias of the output signal of the detection head 1b in FIG. Point B1
1, the difference Δ between the voltage values E (B11) and E (B11) of B12
This adjustment is terminated when E (B) becomes the standard value (minimum).

【0023】次にマイクロコンピュータ5は検出ヘッド
1b及び1cの出力信号のレベル差の調整を行う(ステ
ップS102)。この検出ヘッド1b及び1cの夫々の
出力信号の出力レベル差の調整は図6のフローチャート
に示す如く先ず、之等出力信号に出力レベル差があるか
どうかを判断する。之等出力信号にレベル差がないとき
にはこの調整は終了する。
Next, the microcomputer 5 adjusts the level difference between the output signals of the detection heads 1b and 1c (step S102). The adjustment of the output level difference between the respective output signals of the detection heads 1b and 1c first determines whether there is an output level difference between the output signals as shown in the flowchart of FIG. If there is no level difference between the output signals, this adjustment ends.

【0024】2つの検出ヘッド1b、1cの出力信号に
レベル差があるときはこのリップル信号のパターンは波
長λに対して2周期の成分を有する正弦波状である。2
つの検出ヘッド1b、1cの出力信号にレベル差がある
と、1周期内の波長λ/8、3λ/8、5λ/8及び7
λ/8付近の位置に極大点又は極小点が現れる。リップ
ル信号の振幅は2つの出力信号のレベル差の大きさを表
し、極大及び極小が現れる順序即ち波形はレベル差の方
向、即ち、どちらの検出ヘッドの出力信号のレベルがよ
り大きいかを示す。例えば、リップル信号の波長λ/8
及び5λ/8付近の位置に極大点が現れ波長3λ/8及
び7λ/8付近の位置に極小点が現れる場合には、第1
の検出ヘッド1bの出力信号のレベルのほうが第2の検
出ヘッド1cの出力信号のレベルより大きい。リップル
信号の波長λ/8及び5λ/8付近の位置に極小点が現
れ波長3λ/8及び7λ/8付近の位置に極大点が現れ
る場合には、第1の検出ヘッド1bの出力信号のレベル
のほうが第2の検出ヘッド1cの出力信号のレベルより
小さい。極値はλ/4毎に現れるが、極値が現れる位置
は必ずしも正確にnλ/8(nは整数)ではなく、回路
条件によって変化する。リップル信号内の極大又は極小
点が現れる波長λ/8付近の位置を第1の特異点G1と
し、波長3λ/8付近の位置を特異点G2とし、5λ/
8付近の位置を第3の特異点G3とし、波長7λ/8付
近の位置を第4の特異点G4とする。2つの検出ヘッド
の出力信号のレベルの間に差がある場合には、第1及び
第2の特異点G1,G2の電圧値E(G1)、E(G
2)の差ΔE(G)を求める。第3及び第4の特異点G
3、G4の電圧値E(G3)、E(G4)の差ΔE
(G)を求めてもよい。電圧差ΔE(G)の大きさ及び
符号に応じてマイクロコンピュータ5は電子ボリウムE
R3を調整し、この電圧差ΔE(G)が規定値(最小)
に到達したときに、この調整を終了する。
When there is a level difference between the output signals of the two detection heads 1b and 1c, the pattern of the ripple signal is a sine wave having a component of two periods with respect to the wavelength λ. 2
If there is a level difference between the output signals of the two detection heads 1b and 1c, the wavelengths λ / 8, 3λ / 8, 5λ / 8 and 7
A maximum point or a minimum point appears at a position near λ / 8. The amplitude of the ripple signal indicates the magnitude of the level difference between the two output signals, and the order or waveform in which the maximum and the minimum appear indicates the direction of the level difference, that is, which detection head has a higher output signal level. For example, the wavelength λ / 8 of the ripple signal
When a maximum point appears at a position near 5λ / 8 and a minimum point appears at a position near 3λ / 8 and 7λ / 8, the first
Is higher than the level of the output signal of the second detection head 1c. When a minimum point appears at a position near the wavelength λ / 8 and 5λ / 8 of the ripple signal and a maximum point appears at a position near the wavelength 3λ / 8 and 7λ / 8, the level of the output signal of the first detection head 1b Is smaller than the level of the output signal of the second detection head 1c. The extreme value appears every λ / 4, but the position where the extreme value appears is not always exactly nλ / 8 (n is an integer) and varies depending on circuit conditions. A position near the wavelength λ / 8 where the maximum or minimum point in the ripple signal appears is defined as a first singular point G1, and a position near the wavelength 3λ / 8 is defined as a singular point G2.
The position near 8 is the third singular point G3, and the position near the wavelength 7λ / 8 is the fourth singular point G4. When there is a difference between the levels of the output signals of the two detection heads, the voltage values E (G1) and E (G1) of the first and second singularities G1 and G2 are obtained.
2) Find the difference ΔE (G). Third and fourth singularities G
3, the difference ΔE between the voltage values E (G3) and E (G4) of G4
(G) may be obtained. The microcomputer 5 controls the electronic volume E according to the magnitude and sign of the voltage difference ΔE (G).
R3 is adjusted, and this voltage difference ΔE (G) becomes a specified value (minimum).
This adjustment ends when has been reached.

【0025】続いてマイクロコンピュータ5は出力レベ
ルの調整を行う(ステップS103)。これはリップル
信号を含む出力電圧の平均値を検出しこの出力電圧の平
均値を規定の出力レベルに達するように電子ボリウムE
4 を調整する。
Subsequently, the microcomputer 5 adjusts the output level (step S103). This detects the average value of the output voltage including the ripple signal, and adjusts the electronic volume E so that the average value of the output voltage reaches a specified output level.
To adjust the R 4.

【0026】次に検出ヘッド1b及び1cの夫々の出力
信号間の位相差(λ/4)のずれを調整する(ステップ
S104)。この検出ヘッド1b及び1cの夫々の出力
信号間の位相差(λ/4)即ち90°よりのずれの調整
は図7のフローチャートに示す如く、先ず之等出力信号
間の位相差(λ/4)よりのずれがあるかどうかを判断
する。これら出力信号間の位相差が90°でずれがない
ときにはこの調整は終了する。
Next, the shift of the phase difference (λ / 4) between the respective output signals of the detection heads 1b and 1c is adjusted (step S104). The adjustment of the phase difference (λ / 4) between the respective output signals of the detection heads 1b and 1c, that is, the deviation from 90 °, is as shown in the flowchart of FIG. ) Is determined. This adjustment ends when the phase difference between these output signals is 90 ° and there is no shift.

【0027】2つの検出ヘッド1b、1cの出力信号の
間の位相差が90度よりずれているときはこのリップル
信号のパターンは波長λに対して2周期の成分を有する
余弦波状である。2つの検出ヘッド1b、1cの出力信
号の間の位相差が90度よりずれると、1周期内の波長
0、λ/4、λ/2、3λ/4及びλ付近の位置に極大
点又は極小点が現れる。リップル信号の振幅は2つの出
力信号の間の位相差の90度からのずれの大きさを表
し、極大及び極小が現れる順序即ち波形は位相差の90
度からのずれ方向、即ち、ずれが正か又は負かを表す。
例えば、リップル信号の波長0、λ/2及びλ付近の位
置に極大点が現れ波長λ/4及び3λ/4付近の位置に
極小点が現れる場合には、位相差の90度からのずれが
正である。リップル信号の波長0、λ/2及びλ付近の
位置に極小点が現れ波長λ/4及び3λ/4付近の位置
に極大点が現れる場合には、位相差の90度からのずれ
が負である。極値はλ/4毎に現れるが、極値が現れる
位置は必ずしも正確に2nλ/8(nは整数)ではな
く、回路条件によって変化する。リップル信号内にて極
大又は極小点が現れる波長0付近の位置を第1の特異点
P1とし、波長λ/4付近の位置を第2の特異点P2と
し、波長λ/2付近の位置を第3の特異点P3とし、波
長3λ/4付近の位置を第4の特異点P4とし、波長λ
付近の位置を第5の特異点P5とする。2つの検出ヘッ
ドの出力信号の位相差の90度からのずれがある場合に
は、第1及び第2の特異点P1,P2の電圧値E(P
1)、E(P2)の差ΔE(P)を求める。第3及び第
4の特異点P3、P4の電圧値E(P3)、E(P4)
の差ΔE(P)を求めてもよい。電圧差ΔE(P)の大
きさ及び符号に応じてマイクロコンピュータ5は電子ボ
リウムER5を調整し、この電圧差ΔE(P)が規定値
(最小)に到達したときに、この調整を終了する。
When the phase difference between the output signals of the two detection heads 1b and 1c is shifted by more than 90 degrees, the pattern of the ripple signal is a cosine wave having a component of two periods with respect to the wavelength λ. When the phase difference between the output signals of the two detection heads 1b and 1c deviates from 90 degrees, the local maximum point or the local minimum is located at a position near wavelengths 0, λ / 4, λ / 2, 3λ / 4 and λ within one cycle. A point appears. The amplitude of the ripple signal indicates the magnitude of the deviation of the phase difference between the two output signals from 90 degrees, and the order in which the local maximum and the local minimum appear, that is, the waveform is the phase difference of 90 degrees.
The direction of deviation from the degree, that is, whether the deviation is positive or negative.
For example, when a maximum point appears at a position near the wavelengths 0, λ / 2 and λ of the ripple signal and a minimum point appears at a position near the wavelengths λ / 4 and 3λ / 4, the phase difference deviates from 90 degrees. Positive. When a minimum point appears at a position near wavelengths 0, λ / 2 and λ of the ripple signal and a maximum point appears at positions near wavelengths λ / 4 and 3λ / 4, the deviation of the phase difference from 90 degrees is negative. is there. The extreme value appears every λ / 4, but the position where the extreme value appears is not always exactly 2nλ / 8 (n is an integer) and varies depending on circuit conditions. A position near the wavelength 0 where the maximum or minimum point appears in the ripple signal is defined as a first singular point P1, a position near the wavelength λ / 4 is defined as a second singular point P2, and a position near the wavelength λ / 2 is defined as the first singular point P2. 3, a position near the wavelength 3λ / 4 is set as the fourth singular point P4, and the wavelength λ
A nearby position is defined as a fifth singular point P5. If the phase difference between the output signals of the two detection heads deviates from 90 degrees, the voltage value E (P) of the first and second singular points P1 and P2
1) Find the difference ΔE (P) between E (P2). Voltage values E (P3), E (P4) of the third and fourth singular points P3, P4
The difference ΔE (P) may be obtained. The microcomputer 5 adjusts the electronic regulator ER5 according to the magnitude and sign of the voltage difference ΔE (P), and ends the adjustment when the voltage difference ΔE (P) reaches a specified value (minimum).

【0028】本例は上述の如く位相変調信号のリップル
を検出し、このリップル信号のパターンにより、検出ヘ
ッド1b及び1cの夫々の出力信号の直流バイアスの調
整、之等出力信号間のレベル差の調整、之等出力信号間
の位相差(λ/4)のずれの調整を行い、このリップル
信号のパターンが規格値(最小)達するまで自動的に行
っているので、常にバラツキのない安定な調整ができ、
常に高精度な変位量の検出が出来る利益がある。
In this embodiment, the ripple of the phase modulation signal is detected as described above, and the DC bias of each output signal of the detection heads 1b and 1c is adjusted by the pattern of the ripple signal, and the level difference between the output signals is detected. Adjustment and adjustment of the phase difference (λ / 4) deviation between output signals are performed automatically until the ripple signal pattern reaches the standard value (minimum), so it is always stable and stable. Can be
There is an advantage that the displacement amount can always be detected with high accuracy.

【0029】尚、上述実施例では位相変調信号ePMのリ
ップル信号のパターンの極大点,極小点をマイクロコン
ピュータ5により判断しているが、この場合調整項目に
応じて夫々の電子ボリウムER1 ,ER2 ,ER3 及び
ER5 を夫々最小から最大に変化してこの極大点及び極
小点を検出するようにし、その後上述の調整をするよう
にすれば上述の極大点及び極小点の検出が容易となる利
益がある。
In the above embodiment, the microcomputer 5 determines the maximum point and the minimum point of the ripple signal pattern of the phase modulation signal e PM by the microcomputer 5. In this case, the electronic regulators ER 1 , ER 1 , If ER 2 , ER 3 and ER 5 are changed from minimum to maximum respectively to detect the maximum point and the minimum point, and then the above adjustment is performed, it is easy to detect the maximum point and the minimum point. There are benefits.

【0030】またこの位相変調信号ePMのリップル信号
のパターンの極大点及び極小点は波長λを基準とし、こ
のλが決まっていれば、調整項目に応じて予め極大点及
び極小点の発生位置が決まるので、この極大点及び極小
点の発生位置を予めマイクロコンピュータ5のメモリに
記憶しておき調整項目に応じて、このメモリよりの信号
により極大点及び極小点を決定する様にすれば、この極
大点及び極小点の判断に要する時間だけ上述調整を早く
することができる利益がある。
The maximum point and the minimum point of the ripple signal pattern of the phase modulation signal e PM are based on the wavelength λ, and if this λ is determined, the positions where the maximum point and the minimum point are generated in advance according to the adjustment item. If the maximum and minimum points are stored in the memory of the microcomputer 5 in advance, and the maximum and minimum points are determined by signals from the memory according to the adjustment items, There is an advantage that the above adjustment can be accelerated by the time required for determining the maximum point and the minimum point.

【0031】また本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採り
得ることは勿論である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によると、位相変調信号に複数の
誤差が重畳的に含まれる場合でも、誤差要因を個別的に
特定することができるから、誤差要因に応じて誤差を除
去することができる利点がある。本発明によると、位相
変調信号に複数の誤差が重畳的に含まれる場合でも、位
相変調信号を出力するスケール信号検出回路に調整信号
を供給するだけで、誤差を個別的に除去することができ
るからできる利点がある。
According to the present invention, even when a plurality of errors are included in the phase modulation signal in a superimposed manner, the error factors can be individually specified, so that the errors can be removed according to the error factors. There are advantages that can be done. According to the present invention, even when a plurality of errors are included in the phase modulation signal in a superimposed manner, the errors can be individually removed only by supplying the adjustment signal to the scale signal detection circuit that outputs the phase modulation signal. There are advantages that can be done from.

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

【図1】本発明変位量検出装置の一実施例を示す構成図
である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a displacement amount detection device of the present invention.

【図2】図1のスケール信号検出回路の例を示す構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of a scale signal detection circuit in FIG. 1;

【図3】電子ボリウムの例を示す結線図である。FIG. 3 is a connection diagram illustrating an example of an electronic regulator.

【図4】本発明の説明に供する線図である。FIG. 4 is a diagram for describing the present invention.

【図5】本発明の説明に供する線図である。FIG. 5 is a diagram for describing the present invention.

【図6】本発明の説明に供する線図である。FIG. 6 is a diagram for describing the present invention.

【図7】本発明の説明に供する線図である。FIG. 7 is a diagram for describing the present invention.

【図8】従来の変位量検出装置の例を示す構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional displacement amount detection device.

【図9】従来のスケール信号検出回路の例を示す構成図
である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional scale signal detection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スケール部 2 スケール信号検出回路 2an,2cn 直流バイアス調整器 2en 90°移相器 2fn 加算増幅器 2hn 増幅器 3 内挿回路 5 マイクロコンピュータ 6 リップル検出回路 8 電子ボリウム制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scale part 2 Scale signal detection circuit 2an, 2cn DC bias adjuster 2en 90 degree phase shifter 2fn Addition amplifier 2hn amplifier 3 Interpolation circuit 5 Microcomputer 6 Ripple detection circuit 8 Electronic volume control circuit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 7/00 G01D 5/245 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01B 7/00 G01D 5/245

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1対の検出ヘッドと、周期λの目盛を有
するスケールと、上記検出ヘッドと上記スケールの間の
相対的変位によって位相が変化する位相変調信号を出力
するスケール信号検出回路と、上記位相変調信号を入力
し所定のクロックパルスを用いて上記位相変調信号の位
相の変化量に対応するパルス信号を出力する内挿回路
と、を有し、該内挿回路の出力より上記相対的変位を検
出するように構成された変位量検出装置において、 上記位相変調信号を入力しそのエンベロープであるリッ
プル信号を生成するリップル検出回路と、該リップル検
出回路より出力されたアナログ信号をデジタル信号に変
換するAD変換器と、上記内挿回路より出力された上記
検出ヘッドと上記スケールの間の相対的変位に対応した
パルス信号と上記周期λの始点を指示するλ信号及び上
記AD変換器の出力とを入力し上記位相変調信号に重畳
的に含まれる誤差の要因である上記検出ヘッドの直流バ
イアス、上記検出ヘッド間の出力レベルの差及び上記検
出ヘッドの出力信号間の位相差の偏倚を検出する演算手
段と、を有し、該演算手段は、上記リップル信号におけ
る上記誤差の要因の各々に固有な周期と位相を有する正
弦波成分の極大点と極小点を示す2つの特異点の間の振
幅の偏差を求めることにより上記誤差の大きさと極性を
求め、上記λ信号を使用して上記リップル信号における
上記2つの特異点の位置を検出するように構成されてい
ることを特徴とする変位量検出装置。
1. A pair of detection heads, a scale having a scale of a period λ, a scale signal detection circuit for outputting a phase modulation signal whose phase is changed by a relative displacement between the detection head and the scale, An interpolation circuit that receives the phase modulation signal and outputs a pulse signal corresponding to the amount of change in the phase of the phase modulation signal using a predetermined clock pulse. In a displacement amount detection device configured to detect displacement, a ripple detection circuit that inputs the phase modulation signal and generates a ripple signal that is an envelope thereof, and converts an analog signal output from the ripple detection circuit into a digital signal An A / D converter for conversion; a pulse signal corresponding to a relative displacement between the detection head and the scale output from the interpolation circuit; A λ signal indicating a point and the output of the AD converter are input, and the DC bias of the detection head, a difference in output level between the detection heads, which is a factor of an error superimposed on the phase modulation signal, and Calculating means for detecting a deviation of a phase difference between output signals of the detecting head, wherein the calculating means has a maximum of a sine wave component having a period and a phase unique to each of the error factors in the ripple signal. The magnitude and polarity of the error are determined by determining the amplitude deviation between two singular points indicating a point and a minimum point, and the position of the two singular points in the ripple signal is detected using the λ signal. The displacement amount detecting device is configured as described above.
【請求項2】 請求項1記載の変位量検出装置におい
て、上記スケール信号検出回路は上記誤差を除去するた
めの電子ボリウムを有し、該電子ボリウムは上記演算手
段より供給された上記偏差の大きさと極性を指示する調
整信号によって調整されるように構成されていることを
特徴とする変位量検出装置。
2. The displacement amount detection device according to claim 1, wherein the scale signal detection circuit has an electronic volume for removing the error, and the electronic volume is a magnitude of the deviation supplied from the arithmetic unit. And a displacement detection device configured to be adjusted by an adjustment signal indicating the polarity.
【請求項3】 1対の検出ヘッドと、周期λの目盛を有
するスケールと、上記検出ヘッドと上記スケールの間の
相対的変位によって位相が変化する位相変調信号を出力
するスケール信号検出回路と、上記位相変調信号を入力
し所定のクロックパルスを用いて上記位相変調信号の位
相の変化量に対応するパルス信号を出力する内挿回路
と、を有し、該内挿回路の出力より上記相対的変位を検
出するように構成された変位量検出装置において、 上記位相変調信号を入力しそのエンベロープであるリッ
プル信号を生成するリップル検出回路と該リップル検出
回路より出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換
するAD変換器と上記位相変調信号に重畳的に含まれる
誤差の要因である上記検出ヘッドの直流バイアス、上記
検出ヘッド間の出力レベルの差及び上記検出ヘッドの出
力信号間の位相差の偏倚を検出する演算手段とを設け、
上記スケール信号検出回路は上記誤差を除去するための
複数の電子ボリウムを有し、上記演算手段は外部からの
調整指令信号により上記複数の電子ボリウムのうち上記
1対の検出ヘッドの一方の直流バイアスに起因した誤差
を除去するための電子ボリウムに対して上記リップル信
号の振幅が最大に変化するように調整信号を供給し、上
記リップル信号の最大変化点の1つを基準点として、上
記リップル信号において上記誤差の要因の各々に固有な
2つの特異点の間の振幅の偏差及び極性を求め、該偏差
の大きさ及び極性に基づいて上記電子ボリウムを順次調
整するように構成されていることを特徴とする変位量検
出装置。
3. A pair of detection heads, a scale having a scale of a period λ, a scale signal detection circuit for outputting a phase modulation signal whose phase changes by a relative displacement between the detection head and the scale, An interpolation circuit that receives the phase modulation signal and outputs a pulse signal corresponding to the amount of change in the phase of the phase modulation signal using a predetermined clock pulse. A displacement amount detection device configured to detect a displacement, comprising: a ripple detection circuit that receives the phase modulation signal and generates a ripple signal that is an envelope thereof; and converts an analog signal output from the ripple detection circuit into a digital signal. DC bias of the detection head, which is a factor of an error included in the AD converter and the phase modulation signal in a superimposed manner, and an output level between the detection heads Calculating means for detecting the deviation of the phase difference between the detection signal and the output signal of the detection head,
The scale signal detection circuit has a plurality of electronic regulators for removing the error, and the arithmetic means includes a DC bias of one of the pair of detection heads of the plurality of electronic regulators based on an external adjustment command signal. An adjustment signal is supplied to an electronic volume for removing an error caused by the ripple signal so that the amplitude of the ripple signal changes to a maximum, and one of the maximum change points of the ripple signal is used as a reference point to adjust the ripple signal. In the configuration, the deviation and the polarity of the amplitude between two singular points unique to each of the factors of the error are obtained, and the electronic volume is sequentially adjusted based on the magnitude and the polarity of the deviation. Characteristic displacement detector.
【請求項4】 1対の検出ヘッドと、周期λの目盛を有
するスケールと、上記検出ヘッドと上記スケールの間の
相対的変位によって位相が変化する位相変調信号を出力
するスケール信号検出回路と、上記位相変調信号を入力
し所定のクロックパルスを用いて上記位相変調信号の位
相の変化量に対応するパルス信号を出力する内挿回路
と、を有し、該内挿回路の出力より上記相対的変位を検
出するように構成された変位量検出装置において、 上記位相変調信号を入力しそのエンベロープであるリッ
プル信号を生成するリップル検出回路と該リップル検出
回路より出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換
するAD変換器と上記位相変調信号に重畳的に含まれる
誤差の要因である上記検出ヘッドの直流バイアス、上記
検出ヘッド間の出力レベルの差及び上記検出ヘッドの出
力信号間の位相差の偏倚を検出する演算手段とを設け、
上記スケール信号検出回路は上記誤差を除去するための
複数の電子ボリウムを有し、上記演算手段は外部からの
調整指令信号により上記複数の電子ボリウムに順次上記
リップル信号の振幅が最大に変化するように調整信号を
供給し、上記リップル信号の2つの最大変化点を上記誤
差の各々に固有な特異点として検出し、上記リップル信
号における上記2つの特異点の位置と振幅の偏差及び極
性を上記演算手段にフィードバックし、上記リップル信
号の振幅が減少するように上記複数の電子ボリウムを順
次調整するように構成されていることを特徴とする変位
量検出装置。
4. A pair of detection heads, a scale having a scale of a period λ, a scale signal detection circuit for outputting a phase modulation signal whose phase is changed by a relative displacement between the detection head and the scale, An interpolation circuit that receives the phase modulation signal and outputs a pulse signal corresponding to the amount of change in the phase of the phase modulation signal using a predetermined clock pulse. A displacement amount detection device configured to detect a displacement, comprising: a ripple detection circuit that receives the phase modulation signal and generates a ripple signal that is an envelope thereof; and converts an analog signal output from the ripple detection circuit into a digital signal. DC bias of the detection head, which is a factor of an error included in the AD converter and the phase modulation signal in a superimposed manner, and an output level between the detection heads Calculating means for detecting the deviation of the phase difference between the detection signal and the output signal of the detection head,
The scale signal detection circuit has a plurality of electronic regulators for removing the error, and the arithmetic means sequentially changes the amplitude of the ripple signal to the plurality of electronic regulators to the maximum by an external adjustment command signal. And the two maximum change points of the ripple signal are detected as singular points unique to each of the errors, and the deviation and polarity of the position and amplitude of the two singular points in the ripple signal are calculated. A displacement amount feedback device configured to sequentially adjust the plurality of electronic volumes so as to reduce the amplitude of the ripple signal.
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