JP5171128B2 - 位置測定装置での傾斜誤差算出用の回路装置及び方法 - Google Patents
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Description
この回路装置の好ましい詳細は、請求項1に従属する請求項から生じる。
この方法の好ましい詳細は請求項4に従属する請求項から生じる。
例1に対する演算ユニット100の構造の変形態様は図3aに示されている。これは2つの入力信号の間の差分の形成に適している当業者に公知の差分増幅回路である。
図3bは演算ユニット100のもう1つの原理構造を示す。この場合は出力部で4つの上部入力信号の合計と4つの下部入力信号の合計とからの差分を形成する8つの入力部を有する差分増幅器である。この種の差分増幅器は多重減算器としても知られている。第1傾斜誤差信号VK1の形成に対して、ここで4つの第1位置信号V0_1、V90_1、V180_1、V270_1と、4つの第2位置信号V0_2、V90_2、V180_2、V270_2とが使用される。第1傾斜誤差信号VK1の結果としてこの場合以下が生じる。
Claims (12)
- 走査装置(20)が、スケール本体(10)に対して相対運動中に変化する傾転角度(Θ)だけ回転されている位置測定装置(1)の場合に、前記スケール本体(10)に対して測定方向(X)に相対可動する前記走査装置(20)によって読取り可能である少なくとも1つの増分トラック(11)を前記スケール本体(10)上に有する前記位置測定装置(1)で傾斜誤差を算出するための回路装置であって、
前記走査装置(20)が、前記測定方向(X)に対して垂直に第1走査領域(21)と第2走査領域(31)とを有し、
前記増分トラック(11)の読出し時に、複数の第1位置信号(40、41、42、43)が、前記第1走査領域(21)によって発生可能であり、且つ、複数の第2位置信号(50、51、52、53)が、前記第2走査領域(31)によって発生可能である当該回路装置において、
前記複数の第1位置信号(40、41、42、43)と前記複数の第2位置信号(50、51、52、53)とが、演算ユニット(100)に供給されていて、少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)が、この演算ユニット(100)で加算操作及び減算操作によって前記複数の第1位置信号(40、41、42、43)と前記複数の第2位置信号(50、51、52、53)とから発生可能であり、当該傾斜誤差信号の振幅が、前記傾転角度(Θ)の目安である傾斜角度(ψ)によって決定されていることを特徴とする回路装置。 - 前記演算ユニット(100)は、少なくとも1つの差分増幅器(101、102)を有することを特徴とする請求項1に記載の回路装置。
- 前記傾転角度(Θ)に相当する傾斜誤差値(VR)が、評価ユニット(120)内で少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)から算出可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の回路装置。
- 走査装置(20)が、スケール本体(10)に対して相対運動中に変化する傾転角度(Θ)だけ回転されている位置測定装置(1)の場合に、前記スケール本体(10)に対して測定方向(X)に相対可動する前記走査装置(20)によって読取り可能である少なくとも1つの増分トラック(11)を前記スケール本体(10)上に有する前記位置測定装置(1)で傾斜誤差を算出するための方法であって、
前記走査装置(20)が、前記測定方向(X)に対して垂直に第1走査領域(21)と第2走査領域(31)とを有し、
前記増分トラック(11)の読出し時に、複数の第1位置信号(40、41、42、43)が、前記第1走査領域(21)によって発生可能であり、且つ、複数の第2位置信号(50、51、52、53)が、前記第2走査領域(31)によって発生可能である当該方法において、
少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)が、演算ユニット(100)で加算操作及び減算操作によって前記複数の第1位置信号(40、41、42、43)と前記複数の第2位置信号(50、51、52、53)とから発生され、当該傾斜誤差信号の振幅が、前記傾転角度(Θ)の目安である傾斜角度(ψ)によって決定されることを特徴とする方法。 - 前記少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)は、少なくとも1つの差分増幅器(101、102)によって発生されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記傾転角度(Θ)の目安である傾斜誤差値(VR)が、評価ユニット(120)内で少なくとも1つの傾斜誤差信号(VK1、VK2、VK3)から算出されることを特徴とする請求項4又は5に記載の方法。
- 前記演算ユニット(100)内では、第1傾斜誤差信号(VK1)が、第1差分増幅器(101)によって発生され、且つ、第2傾斜誤差信号(VK2)が、第2差分増幅器(102)によって発生されることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1傾斜誤差信号(VK1)と前記第2傾斜誤差信号(VK2)とが、90°位相シフトし、前記第1傾斜誤差信号(VK1)と前記第2傾斜誤差信号(VK2)とから形成された複素数の位置信号の絶対値が、傾斜誤差値(VR)として前記評価ユニット(120)内で算出されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記第1傾斜誤差信号(VK1)は、前記傾斜角度(ψ)の正弦に依存し、前記第2傾斜誤差信号(VK2)は、前記傾斜角度(ψ)の余弦に依存し、前記評価ユニット(120)内では、前記傾斜誤差値(VR)を算出するため、前記第1傾斜誤差信号(VK1)と前記第2傾斜誤差信号(VK2)とが除算されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 比較器(123)内での前記第1傾斜誤差信号(VK1)と基準信号との比較時に、計数ユニット(124)の計数状態が傾斜誤差値(VR)である、前記計数ユニット(124)の計数方向が規定され、前記第1傾斜誤差信号(VK1)の最大又は最小時に、トリガユニット(125)が、1つの計数パルスを前記計数ユニット(124)に送信し、前記基準信号と前記第1傾斜誤差信号(VK1)の振幅とが近似するように、前記基準信号が、前記計数ユニット(124)の前記計数状態に基づいて変化されることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記第2傾斜誤差信号(VK2)に対して180°位相シフトしている第3傾斜誤差信号(VK3)が、前記演算ユニット(100)内でさらに形成され、前記第2傾斜誤差信号(VK2)及び前記第3傾斜誤差信号(VK3)が、前記評価ユニット(120)内でn個のタップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)を有する分圧器(121)の外部端子に印加されていて、これらのタップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)の各々1つが、切換ユニット(122)によって基準信号として前記比較器(123)に接続可能であり、前記計数ユニット(124)の計数状態が、前記タップ(121.1、121.2、121.3、…121.n)を選択するための前記切換ユニット(123)に供給されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 1つのトリガ信号(VT)が、前記トリガユニット(125)内で第3差分増幅器(126)によって少なくとも1つの第1位置信号(40、41、42、43)と少なくとも1つの第2位置信号(50、51、52、53)とから発生され、このトリガ信号は、前記第1傾斜誤差信号(VK1)に対して90°だけ位相シフトされていて、前記トリガ信号(VT)は、零通過検出器(127)に供給されていて、前記トリガ信号(VT)の正又は負の零通過時に、前記零通過検出器が、1つの計数パルスを前記計数ユニット(124)に出力することを特徴とする請求項10又は11に記載の方法。
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