JP5539090B2 - Encoder with noise level detection function - Google Patents

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Description

本発明は、エンコーダに関し、特にエンコーダの内部信号に影響するノイズを検出することができるエンコーダに関する。   The present invention relates to an encoder, and more particularly to an encoder capable of detecting noise that affects an internal signal of the encoder.

モータ等の電動機により駆動される被駆動体の位置を検出するセンサとしてエンコーダが用いられている。エンコーダには、ロータリエンコーダやリニアスケールがあり、前者は、回転角度や回転量を検出するものであり、後者は、経路上の基準位置からの位置や変位量を検出するものである。   An encoder is used as a sensor for detecting the position of a driven body driven by an electric motor such as a motor. The encoder includes a rotary encoder and a linear scale. The former detects a rotation angle and a rotation amount, and the latter detects a position and a displacement amount from a reference position on the path.

ロータリエンコーダの動作原理について簡単に説明する。ロータリエンコーダの回転軸には、スリットが設けられた円板が取り付けられる。一方、ロータリエンコーダ本体には、この円板に対向するようにして固定スリットが固定される。発光ダイオード等の発光素子と、検出手段であるフォトトランジスタ等の受光素子が、2つのスリットを挟んで配置される。発光素子から出た光は、回転軸が回転することによって、2つのスリットが重なったときに受光素子に入射される。したがって、受光素子に入射する光は、回転軸の回転量に比例した回数で、明状態と暗状態とを繰り返すこととなる。検出手段である受光素子は、互いに90度位相の異なる2相の近似正弦波を出力する。この2相の位相関係から回転方向が判別でき、2相の信号をカウントして回転数を求めることができる。   The operation principle of the rotary encoder will be briefly described. A disc provided with a slit is attached to the rotary shaft of the rotary encoder. On the other hand, a fixed slit is fixed to the rotary encoder body so as to face this disk. A light-emitting element such as a light-emitting diode and a light-receiving element such as a phototransistor serving as detection means are arranged with two slits therebetween. The light emitted from the light emitting element is incident on the light receiving element when the two slits are overlapped by the rotation of the rotating shaft. Therefore, the light incident on the light receiving element repeats the bright state and the dark state by the number of times proportional to the amount of rotation of the rotating shaft. The light receiving element as the detecting means outputs two-phase approximate sine waves having phases different from each other by 90 degrees. The rotational direction can be determined from the phase relationship of the two phases, and the number of rotations can be obtained by counting the signals of the two phases.

一般的に、エンコーダは、被駆動体を駆動するモータ等の駆動装置の筐体に取り付けられて使用される。   Generally, an encoder is used by being attached to a housing of a driving device such as a motor that drives a driven body.

図10は従来のエンコーダのモータ等の駆動装置の筐体への取り付け方法を説明するための概略図である。エンコーダ100は、エンコーダ100が備えるエンコーダフランジ103aを介してモータ等の駆動装置の筐体113に取り付けられる。エンコーダフランジ103aは、フランジ固定ネジ103bによりモータの筐体113に固定され、さらに、このエンコーダフランジ103aには、回路基板106が回路基板固定ネジ103dによって固定される。なお、回路基板106とエンコーダフランジ103aとの間にはシャフト114と接続された回転スリット103cが設けられている。   FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of attaching a drive device such as a motor of a conventional encoder to a housing. The encoder 100 is attached to a housing 113 of a driving device such as a motor via an encoder flange 103a included in the encoder 100. The encoder flange 103a is fixed to the motor casing 113 by a flange fixing screw 103b, and the circuit board 106 is fixed to the encoder flange 103a by a circuit board fixing screw 103d. A rotating slit 103c connected to the shaft 114 is provided between the circuit board 106 and the encoder flange 103a.

図11は、従来のエンコーダの構成の概略図である。図11において、エンコーダ201は、電動機210により駆動される被駆動体(図示せず)の移動状態を検出する検出手段202と、回路基板205を備えており、回路基板205上には、検出手段202の検出信号を信号処理してエンコーダ信号を生成する信号処理回路203が形成されている。   FIG. 11 is a schematic diagram of a configuration of a conventional encoder. In FIG. 11, an encoder 201 includes a detection unit 202 that detects a moving state of a driven body (not shown) driven by an electric motor 210, and a circuit board 205. A signal processing circuit 203 for generating an encoder signal by processing the detection signal 202 is formed.

被駆動体の移動状態は、検出手段202によって検出され、信号処理回路203によってエンコーダ信号が生成され、エンコーダ201の外部に出力データ206として出力される。ここで、電動機210にノイズ200が混入すると、信号処理回路203の出力信号206にノイズ信号207が発生する。   The moving state of the driven body is detected by the detection unit 202, an encoder signal is generated by the signal processing circuit 203, and output as output data 206 to the outside of the encoder 201. Here, when noise 200 is mixed into the electric motor 210, a noise signal 207 is generated in the output signal 206 of the signal processing circuit 203.

上記のように、エンコーダ100は、信号処理回路203を備えた回路基板205を内部に有している。この回路基板205は、エンコーダが取付けられる駆動装置の筐体との間で直接的には電気的に接続されておらず、浮遊容量により間接的に電気的に接続されている。   As described above, the encoder 100 includes the circuit board 205 including the signal processing circuit 203 therein. The circuit board 205 is not directly electrically connected to the housing of the driving device to which the encoder is attached, but is indirectly electrically connected by stray capacitance.

この場合、駆動装置の筐体側にノイズが発生することにより電位が変動すると、浮遊容量を介してエンコーダ100内の回路基板205に影響が及び、エンコーダ100が出力する出力データ206に誤差が含まれるおそれがある。   In this case, if the potential fluctuates due to noise generated on the housing side of the driving device, the circuit board 205 in the encoder 100 is affected via the stray capacitance, and the output data 206 output from the encoder 100 includes an error. There is a fear.

従来、ノイズを測定するためには、外部にノイズ測定用の装置をつけて測定するか、もしくは、エンコーダ内にノイズ検出用専用回路を搭載する必要があった。(例えば、特許文献1)。   Conventionally, in order to measure noise, it has been necessary to attach an external noise measurement device or mount a dedicated circuit for noise detection in the encoder. (For example, patent document 1).

図12は、エンコーダ内にノイズ検出手段を備えた従来のエンコーダの構成の概略図である。図12に示すエンコーダ201は、電動機210により駆動される被駆動体の移動状態を検出する検出手段202と、検出手段202の検出信号を信号処理してエンコーダ信号を出力する信号処理回路203と、検出信号中に含まれるノイズ分を検出するノイズ検出手段204を備え、ノイズ検出手段204は結合コンデンサ204aを介して検出信号を導入する。ノイズ検出手段204は、結合コンデンサ204aを介することにより検出信号206、206’中のノイズ分207、208のみを導入し、ノイズ200の検出を行う。   FIG. 12 is a schematic diagram of a configuration of a conventional encoder provided with noise detection means in the encoder. An encoder 201 shown in FIG. 12 includes a detection unit 202 that detects a moving state of a driven body driven by an electric motor 210, a signal processing circuit 203 that processes a detection signal of the detection unit 202 and outputs an encoder signal, Noise detection means 204 for detecting noise included in the detection signal is provided, and the noise detection means 204 introduces the detection signal via the coupling capacitor 204a. The noise detection means 204 detects only the noise 200 by introducing only the noise components 207 and 208 in the detection signals 206 and 206 ′ through the coupling capacitor 204 a.

特開2005−172523JP-A-2005-172523

図10に示すように、従来のエンコーダにおいて、外部にノイズ測定用の装置をつけてエンコーダのノイズ状態を測定する場合、エンコーダ内の回路内で電位が0[V]となる点120とモータの筐体113と間の電位差を、電位測定手段104を用いて測定する必要があり、常に測定することは難しかった。   As shown in FIG. 10, in a conventional encoder, when an external noise measuring device is attached to measure the noise state of the encoder, a point 120 where the potential becomes 0 [V] in the circuit in the encoder and the motor It is necessary to measure the potential difference between the case 113 and the case 113 using the potential measuring means 104, and it is difficult to always measure it.

また、エンコーダ内にノイズ測定用の専用回路を搭載する場合には、コスト並びに外形の点で不利であった。また、図12のように専用のノイズ検出手段をエンコーダ内に搭載する方法は、検出信号からノイズを分離し、更にそのノイズを測定するための専用回路が必要となり、回路面積並びにコストの点で不利である。   Further, when a dedicated circuit for noise measurement is mounted in the encoder, it is disadvantageous in terms of cost and outer shape. In addition, the method of installing the dedicated noise detection means in the encoder as shown in FIG. 12 requires a dedicated circuit for separating the noise from the detection signal and measuring the noise, in terms of circuit area and cost. It is disadvantageous.

本発明は、常にノイズレベルを測定することが可能であり、ノイズ検出用の専用回路が必要なく、低コストで小型のエンコーダを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a low-cost and small encoder that can always measure a noise level and does not require a dedicated circuit for noise detection.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有することを特徴とする。   An encoder with a noise level detection function of the present invention is an encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor, and periodically according to the moving state of the driven body. Detection means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals generated at different 90-degree phases, an AD converter for converting the detection signal into a digital value at a constant time interval, and outputting it as output data, and output And a noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in data and outputs the fluctuation component as a noise level.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、算出した微分値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with a noise level detection function of the present invention, it is preferable that the noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and uses the calculated differential value as a fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値及び今回算出した微分値に基づいて、移動平均値を算出し、移動平均値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with a noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit calculates a moving average value based on a plurality of differential values calculated in the past and a differential value calculated this time for the output data, and the moving average value Is preferably a variable component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値を利用して、今回算出した微分値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った微分値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with the noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit performs filtering on the differential value calculated this time, using the differential values calculated in the past for the output data. It is preferable to use the performed differential value as a fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、移動平均値を算出し、移動平均値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with a noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit, for the output data, based on the absolute value of the differential value calculated in the past and the absolute value of the differential value calculated this time, the moving average value It is preferable to calculate the moving average value as a fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った微分値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with the noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit uses the absolute value of the differential value calculated in the past for the output data, with respect to the absolute value of the differential value calculated this time, It is preferable to perform filtering and use the filtered differential value as a fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、移動平均値を算出し、移動平均値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、差分を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with a noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit, for the output data, based on the absolute value of the differential value calculated in the past and the absolute value of the differential value calculated this time, the moving average value It is preferable to calculate the difference between the moving average value and the absolute value of the differential value calculated this time, and use the difference as a fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った微分値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with the noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit uses the absolute value of the differential value calculated in the past for the output data, with respect to the absolute value of the differential value calculated this time, It is preferable that the difference between the filtered differential value and the absolute value of the differential value calculated this time is used as the fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、第1の移動平均値を算出し、第1の移動平均値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、差分の算出を過去複数回分の微分値の絶対値に対して行い、過去複数回分の微分値の絶対値について算出した差分と、今回算出した差分に基づいて、第2の移動平均値を算出し、第2の移動平均値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with a noise level detection function according to the present invention, the noise level detection unit is configured to output the output data based on the absolute value of the differential value calculated a plurality of times in the past and the absolute value of the differential value calculated this time. The moving average value is calculated, the difference between the first moving average value and the absolute value of the differential value calculated this time is calculated, the difference calculation is performed on the absolute values of the differential values for the past multiple times, and the past plural It is preferable to calculate the second moving average value based on the difference calculated for the absolute value of the differential value of the batch and the difference calculated this time, and use the second moving average value as the fluctuation component.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、第1のフィルタリングを行い、第1のフィルタリングを行った微分値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、差分の算出を過去複数回分の微分値の絶対値に対して行い、過去複数回分の微分値の絶対値について算出した差分を利用して、今回算出した差分に対して、第2のフィルタリングを行い、第2のフィルタリングを行った微分値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with the noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit uses the absolute value of the differential value calculated in the past for the output data, with respect to the absolute value of the differential value calculated this time, The first filtering is performed, the difference between the differential value subjected to the first filtering and the absolute value of the differential value calculated this time is calculated, and the difference is calculated with respect to the absolute value of the differential value for a plurality of past times. Using the difference calculated for the absolute value of the differential value for a plurality of past times, the difference calculated this time is subjected to the second filtering, and the differential value that has been subjected to the second filtering is used as the fluctuation component. preferable.

本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値と、今回算出した微分値の中で最大となるピーク値を算出し、ピーク値を変動成分とすることが好ましい。   In the encoder with a noise level detection function of the present invention, the noise level detection unit calculates a differential value for a plurality of times calculated in the past and a maximum peak value among the differential values calculated this time for the output data. The value is preferably a variable component.

本発明においては、エンコーダ内で位置データを計算するためにA/B相のアナログ信号をディジタル値に変換するADコンバータの出力データの変動の状態からノイズの状態を求めるため、外付けした回路でノイズレベルを測定する場合と異なり、常にノイズレベルを測定することが可能であり、更に、回路をつけたことによる影響もない。   In the present invention, an external circuit is used to obtain the noise state from the fluctuation state of the output data of the AD converter that converts the A / B phase analog signal into a digital value in order to calculate the position data in the encoder. Unlike the case of measuring the noise level, it is possible to always measure the noise level, and there is no influence due to the addition of a circuit.

また、位置データを求めるための信号処理回路にて、ノイズレベルを計算するので、ノイズ検出用の専用回路が必要なく、低コストで小型のエンコーダを提供できる。   Further, since the noise level is calculated by the signal processing circuit for obtaining the position data, a dedicated circuit for noise detection is not required, and a small encoder can be provided at low cost.

本発明の実施例1に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on Example 1 of this invention. ADコンバータの出力データの時間依存性を表す図である。It is a figure showing the time dependence of the output data of AD converter. 図2に示したADコンバータの出力データの時間依存性のグラフの拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a time dependence graph of output data of the AD converter shown in FIG. 2. 本発明の実施例2に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の他の例に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on the other example of Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例7に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the encoder with a noise level detection function which concerns on Example 7 of this invention. 従来のノイズ検出方法におけるエンコーダの取り付け状態を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the attachment state of the encoder in the conventional noise detection method. 従来のエンコーダの構成の概略図である。It is the schematic of the structure of the conventional encoder. 従来のノイズ検出方法におけるエンコーダの概略図である。It is the schematic of the encoder in the conventional noise detection method.

以下図面を参照して、本発明に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。   An encoder with a noise level detection function according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.

図1に本発明の実施例1に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図を示す。実施例1のエンコーダ1は、電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、被駆動体(図示せず)の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段3と、検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータ5と、出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部8と、を有することを特徴とする。   FIG. 1 shows a schematic diagram of a configuration of an encoder with a noise level detection function according to a first embodiment of the present invention. The encoder 1 according to the first embodiment is an encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor, and has a period corresponding to a moving state of the driven body (not shown). Detecting means 3 for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals having different 90-degree phases, and an AD converter for converting the detection signal into a digital value at a constant time interval and outputting it as output data 5 and a noise level detector 8 that calculates a fluctuation component based on a temporal change in output data and outputs the fluctuation component as a noise level.

信号処理回路4は、エンコーダ1内の回路基板2上に配置されており、回路基板2上には被駆動体の位置データ等を外部コントローラ11に送信するための送信手段9が配置されている。   The signal processing circuit 4 is disposed on a circuit board 2 in the encoder 1, and a transmission unit 9 for transmitting position data of the driven body to the external controller 11 is disposed on the circuit board 2. .

信号処理回路4は、検出手段3から出力されるアナログ信号であるA相の信号21及びB相の信号22をディジタル信号に変換するADコンバータ5を有している。信号処理回路4は、さらに、ADコンバータ5からの出力データから位置データを算出するための位置データ算出部7と、出力信号のうちの一方または両方の相の出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部8とを備えている。   The signal processing circuit 4 includes an AD converter 5 that converts the A-phase signal 21 and the B-phase signal 22, which are analog signals output from the detection unit 3, into digital signals. The signal processing circuit 4 further includes a position data calculation unit 7 for calculating position data from the output data from the AD converter 5 and a temporal change in the output data of one or both phases of the output signals. And a noise level detector 8 that calculates a fluctuation component and outputs the fluctuation component as a noise level.

実施例1のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、図1に示すように、検出手段3から位相の90度異なる2相の正弦波状のアナログ信号を出力し、ADコンバータ5で、一定間隔でディジタル値に変換する。検出手段3から出力されるアナログ信号であるA相の信号21をADコンバータ5でディジタル信号に変更した出力データの時間的変化のグラフの一例を図2に示す。出力データは、時間とともに正弦波状に変動しており、正弦波の周期よりも短い周期で変動した成分が重畳されていることが分かる。   As shown in FIG. 1, the encoder with the noise level detection function according to the first embodiment outputs a two-phase sinusoidal analog signal having a phase difference of 90 degrees from the detection means 3, and the AD converter 5 converts the digital value at regular intervals. Convert to FIG. 2 shows an example of a graph of a temporal change in output data in which the A-phase signal 21 that is an analog signal output from the detection means 3 is changed to a digital signal by the AD converter 5. It can be seen that the output data fluctuates in a sine wave shape with time, and a component that fluctuates in a cycle shorter than the sine wave cycle is superimposed.

この出力データは、位置データ算出部7に入力されて被駆動体の位置データを出力するとともに、ノイズレベル検出部8において、ノイズレベルが算出される。ここでノイズレベルの算出方法について図3を用いて説明する。図3は図2の出力データの時間的変化のグラフの一部を拡大したものである。時刻t(n-2), t(n-1), t(n), t(n+1)における出力データ51〜54の値をそれぞれAD(n-2), AD(n-1), AD(n), AD(n+1)とする。このとき、時刻t(n-1)からt(n)までの出力データの変動成分はAD(n)-AD(n-1)で求められ、同様に時刻t(n-2)からt(n-1)までの出力データの変動成分はAD(n-1)-AD(n-2)で求められる。実施例1においては、この変動成分をノイズレベルとしている。ここでは、検出信号のうちA相の信号からノイズレベルを算出する例を示したが、B相の信号からノイズレベルを算出してもよく、A相及びB相の両者からノイズレベルを算出するようにしてもよい。   This output data is input to the position data calculator 7 to output the position data of the driven body, and the noise level is calculated in the noise level detector 8. Here, the noise level calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a part of the graph of the temporal change of the output data in FIG. The values of the output data 51 to 54 at time t (n-2), t (n-1), t (n), t (n + 1) are respectively AD (n-2), AD (n-1), Let AD (n) and AD (n + 1). At this time, the fluctuation component of the output data from time t (n-1) to t (n) is obtained by AD (n) -AD (n-1), and similarly from time t (n-2) to t (n The fluctuation component of the output data up to n-1) is obtained by AD (n-1) -AD (n-2). In the first embodiment, this fluctuation component is a noise level. Here, an example in which the noise level is calculated from the A phase signal among the detection signals has been shown, but the noise level may be calculated from the B phase signal, and the noise level is calculated from both the A phase and the B phase. You may do it.

ノイズレベル検出部8で変動成分を算出した後、図1に示すように、変動成分30はノイズレベル検出部8から送信手段9に出力され、送信手段9から外部コントローラ11に送信される。外部コントローラ11にて、ノイズレベルがある規定値を超えた場合に警告することにより、ノイズの影響でシステムが異常を検知して停止する前に事前に対応することが可能となる。また、外部コントローラにノイズレベルを表示させることにより、ノイズ対策を施した場合にはノイズ対策の効果を確認することが出来る。   After the fluctuation component is calculated by the noise level detection unit 8, the fluctuation component 30 is output from the noise level detection unit 8 to the transmission unit 9 and transmitted from the transmission unit 9 to the external controller 11 as illustrated in FIG. 1. By warning the external controller 11 when the noise level exceeds a predetermined value, it becomes possible to cope in advance before the system detects an abnormality due to the noise and stops. In addition, by displaying the noise level on the external controller, the effect of the noise countermeasure can be confirmed when the noise countermeasure is taken.

以上のように、本発明の実施例1に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダにおいては、エンコーダ内で位置データを計算するためにA/B相のアナログ信号をディジタル値に変換しているADコンバータの出力データの変動の状態からノイズの状態を求めるため、外付けでノイズを測定する場合と異なり、常にノイズレベルを測定することが可能となり、更に、回路をつけたことによる影響もない。   As described above, in the encoder with a noise level detection function according to the first embodiment of the present invention, the A / B phase analog signal is converted into a digital value in order to calculate the position data in the encoder. Since the noise state is obtained from the state of fluctuation of the output data, it is possible to always measure the noise level, unlike the case of measuring the noise externally, and there is no influence due to the addition of the circuit.

また、位置データを求める信号処理回路にてノイズレベルを計算するので、ノイズ検出用の専用回路が必要なく、低コストで小型のエンコーダを提供できる。   Further, since the noise level is calculated by the signal processing circuit for obtaining the position data, a dedicated circuit for noise detection is not required, and a small encoder can be provided at low cost.

次に、本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダの第2の実施例について説明する。図4に本発明の実施例2に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図を示す。実施例2のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部は、出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、算出した微分値を変動成分とする点を特徴としている。実施例1のエンコーダと異なる点は、ノイズレベル検出部8内に微分値算出部81をさらに備えている点である。エンコーダ1内のその他の構成は実施例1と同様であるので詳細な説明は省略する。   Next, a second embodiment of the encoder with noise level detection function of the present invention will be described. FIG. 4 shows a schematic diagram of a configuration of an encoder with a noise level detection function according to the second embodiment of the present invention. The encoder with the noise level detection function according to the second embodiment is characterized in that the noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once and uses the calculated differential value as a fluctuation component. The difference from the encoder of the first embodiment is that a differential value calculation unit 81 is further provided in the noise level detection unit 8. Since other configurations in the encoder 1 are the same as those in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

一定間隔で出力されるADコンバータ5の出力データは、ノイズの影響等により図2のように微小に変動している。実施例2においては、ADコンバータ5の出力データの変動成分を一定間隔でADコンバータ5により変換された出力データAD(n)の1回もしくはそれ以上の回数微分した値X(n)を変動成分とする。   The output data of the AD converter 5 output at regular intervals fluctuates slightly as shown in FIG. 2 due to the influence of noise and the like. In the second embodiment, the fluctuation component of the value X (n) obtained by differentiating the fluctuation component of the output data of the AD converter 5 once or more times from the output data AD (n) converted by the AD converter 5 at regular intervals. And

1回微分とは、図2の一部の位置データを時間軸方向に拡大した図3に示すように、ADコンバータの出力データAD(n)と直前のADコンバータの出力データAD(n-1)の差分データX(n)を求めることを意味する。例えば1回微分する場合には、変動成分は、X(n)=(AD(n)-AD(n-1))/(t(n)-t(n-1))で求められる。2回以上微分する場合も同様に算出することができる。   As shown in FIG. 3 in which a part of the position data in FIG. 2 is enlarged in the time axis direction, the one-time differentiation is the output data AD (n) of the AD converter and the output data AD (n−1) of the immediately preceding AD converter. ) Difference data X (n). For example, when differentiating once, the fluctuation component is obtained by X (n) = (AD (n) −AD (n−1)) / (t (n) −t (n−1)). The same calculation can be performed when differentiating twice or more.

なお、A/B相の検出信号は被駆動体の移動時に正弦波状のアナログ信号になるため、1回もしくはそれ以上の回数微分して求めた値には正弦波の成分が残るが、正弦波の成分はせいぜい数百kHzであるのに対して、ノイズの成分は数MHzであるので、分離は可能である。また、被駆動体の停止時に評価することにより正弦波成分の影響を排除することも可能である。   Since the A / B phase detection signal becomes a sinusoidal analog signal when the driven body moves, the sine wave component remains in the value obtained by differentiating once or more times. Since the noise component is several MHz, the separation is possible. Further, it is possible to eliminate the influence of the sine wave component by performing the evaluation when the driven body is stopped.

次に、本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダの第3の実施例について説明する。図5及び図6に本発明の実施例3に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図を示す。実施例3のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値及び今回算出した微分値に基づいて、移動平均値を算出し、移動平均値を変動成分とする点を特徴としている。また、移動平均値を算出する代わりに、過去に算出した複数回分の微分値を利用して、今回算出した微分値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った微分値を変動成分とするようにしてもよい。実施例2のエンコーダと異なる点は、ノイズレベル検出部8内に移動平均値算出部82またはフィルタリング部83をさらに備えている点である。エンコーダ1内のその他の構成は実施例2と同様であるので詳細な説明は省略する。   Next, a third embodiment of the encoder with noise level detection function of the present invention will be described. 5 and 6 are schematic diagrams showing the configuration of an encoder with a noise level detection function according to Embodiment 3 of the present invention. In the encoder with a noise level detection function according to the third embodiment, the noise level detection unit calculates a moving average value based on a plurality of differential values calculated in the past and a differential value calculated this time for the output data. It is characterized in that the value is a variable component. Also, instead of calculating the moving average value, the differential value calculated this time is filtered using a plurality of differential values calculated in the past, and the filtered differential value is used as a fluctuation component. It may be. The difference from the encoder of the second embodiment is that the noise level detection unit 8 further includes a moving average value calculation unit 82 or a filtering unit 83. Since other configurations in the encoder 1 are the same as those in the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

まず、移動平均値算出部82を用いて移動平均を求める方法について説明する。実施例2と同様にして、微分値算出部81を用いて、一定間隔で出力されるADコンバータ5の出力データAD(n)の1回もしくはそれ以上の回数微分した値X(n)を過去m個算出し、この値を用いて、ノイズレベル検出部8内の移動平均値算出部82において、m個の平均を求め、この移動平均値をノイズレベルとする。   First, a method for obtaining a moving average using the moving average value calculation unit 82 will be described. In the same manner as in the second embodiment, the differential value calculation unit 81 is used to obtain a past value X (n) obtained by differentiating the output data AD (n) output from the AD converter 5 at regular intervals one or more times. m are calculated, and using this value, the moving average value calculation unit 82 in the noise level detection unit 8 calculates m averages, and this moving average value is used as the noise level.

また、移動平均値を算出する代わりに、フィルタリング部83によりフィルタリングを行うようにしてもよい。フィルタリングの例として、以下の式を利用することができる。
Y(n)=X(n)/m+Y(n-1)×(m-1)/m
ただし、 Y(n) :今回求めるノイズレベル
Y(n-1) :一回前に求めたノイズレベル
X(n) :今回位置データAD(n)の2回もしくはそれ以上の回数微分した値
上式によりフィルタリングしたデータをノイズレベルとする。
Further, instead of calculating the moving average value, filtering may be performed by the filtering unit 83. As an example of filtering, the following equation can be used.
Y (n) = X (n) / m + Y (n-1) x (m-1) / m
Where Y (n): Noise level required this time
Y (n-1): Noise level obtained one time before
X (n): Value obtained by differentiating the current position data AD (n) twice or more times The data filtered by the above equation is used as the noise level.

移動平均値算出部82またはフィルタリング部83によって算出されたノイズレベルは、送信手段9を介して外部コントローラ11に送信され、ノイズレベルの監視等を行うことができる。   The noise level calculated by the moving average value calculation unit 82 or the filtering unit 83 is transmitted to the external controller 11 via the transmission unit 9, and the noise level can be monitored.

本実施例によれば、移動平均またはフィルタリングにより変動成分を平滑化することができる。具体的には、コンピュータ数値制御(CNC)工作機械等で処理並びに表示する場合に、変動成分の値を見やすくする効果が得られる。   According to the present embodiment, the fluctuation component can be smoothed by moving average or filtering. Specifically, when processing and displaying on a computer numerical control (CNC) machine tool or the like, an effect of making the value of the fluctuation component easy to see is obtained.

次に、本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダの第4の実施例について説明する。図7に本発明の実施例4に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図を示す。実施例4のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、移動平均値を算出し、移動平均値を変動成分とする点を特徴としている。また、移動平均値を算出する代わりに、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った微分値を変動成分とするようにしてもよい。実施例3のエンコーダと異なる点は、ノイズレベル検出部8内に絶対値算出部84をさらに備えている点である。エンコーダ1内のその他の構成は実施例3と同様であるので詳細な説明は省略する。   Next, a fourth embodiment of the encoder with noise level detection function of the present invention will be described. FIG. 7 shows a schematic diagram of a configuration of an encoder with a noise level detection function according to a fourth embodiment of the present invention. In the encoder with the noise level detection function according to the fourth embodiment, the noise level detection unit has a moving average based on the absolute values of the differential values calculated in the past and the differential values calculated this time for the output data. It is characterized in that a value is calculated and the moving average value is a fluctuation component. Also, instead of calculating the moving average value, the absolute value of the differential value calculated in the past is filtered using the absolute value of the differential value calculated in the past, and the filtered differential value is filtered. May be a variable component. The difference from the encoder of the third embodiment is that an absolute value calculation unit 84 is further provided in the noise level detection unit 8. Since the other structure in the encoder 1 is the same as that of Example 3, detailed description is abbreviate | omitted.

図7に示すように、一定間隔で出力されるADコンバータ5の出力データAD(n)に関して、微分値算出部81を用いて1回もしくはそれ以上の回数微分した値X(n)を算出し、絶対値算出部84を用いて絶対値を取った後、移動平均算出部82を用いて移動平均を算出し、算出した値をノイズレベルとする。ここで移動平均を行う代わりに、実施例3と同様にフィルタリングを行うようにしてもよい。   As shown in FIG. 7, with respect to the output data AD (n) of the AD converter 5 output at regular intervals, a differential value calculation unit 81 is used to calculate a value X (n) that has been differentiated once or more times. Then, after the absolute value is calculated using the absolute value calculator 84, the moving average is calculated using the moving average calculator 82, and the calculated value is set as the noise level. Here, instead of moving average, filtering may be performed in the same manner as in the third embodiment.

移動平均値算出部82またはフィルタリング部83によって算出されたノイズレベルは、送信手段9を介して外部コントローラ11に送信され、ノイズレベルの監視等を行うことができる。   The noise level calculated by the moving average value calculation unit 82 or the filtering unit 83 is transmitted to the external controller 11 via the transmission unit 9, and the noise level can be monitored.

本実施例によれば、ノイズがマイナスに振れた場合、移動平均またはフィルタリングすると、値が0になる可能性があるため、絶対値の移動平均またはフィルタリングにより求めることで、ノイズレベルを正しく求めることができる。   According to the present embodiment, when the noise swings negatively, the value may be 0 when the moving average or filtering is performed. Therefore, the noise level can be obtained correctly by obtaining the moving average or filtering of the absolute value. Can do.

次に、本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダの第5の実施例について説明する。図8に本発明の実施例5に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図を示す。実施例5のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、移動平均値を算出し、移動平均値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、差分を変動成分とする点を特徴としている。また、移動平均値を算出する代わりに、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った微分値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を変動成分とするようにしてもよい。実施例4のエンコーダと異なる点は、ノイズレベル検出部8内に差分値算出部85をさらに備えている点である。エンコーダ1内のその他の構成は実施例4と同様であるので詳細な説明は省略する。   Next, a fifth embodiment of the encoder with noise level detection function of the present invention will be described. FIG. 8 shows a schematic diagram of a configuration of an encoder with a noise level detection function according to a fifth embodiment of the present invention. In the encoder with the noise level detection function according to the fifth embodiment, the noise level detection unit has a moving average based on the absolute value of the differential value calculated in the past and the absolute value of the differential value calculated this time for the output data. A difference is calculated between the moving average value and the absolute value of the differential value calculated this time, and the difference is used as a fluctuation component. Also, instead of calculating the moving average value, the absolute value of the differential value calculated in the past is filtered using the absolute value of the differential value calculated in the past, and the filtered differential value is filtered. And the difference between the absolute value of the differential value calculated this time may be used as the fluctuation component. The difference from the encoder of the fourth embodiment is that a noise level detector 8 further includes a difference value calculator 85. Since the other structure in the encoder 1 is the same as that of Example 4, detailed description is abbreviate | omitted.

図8に示すように、一定間隔で出力されるADコンバータ5の出力データAD(n) に関して、微分値算出部81を用いて1回もしくはそれ以上の回数微分した値X(n) を算出する。この微分値について、絶対値算出部84を用いて絶対値を取った後、移動平均算出部82を用いて移動平均を算出する。その後、差分値算出部85を用いて、移動平均値とX(n)の絶対値の差分を算出し、この差分値をノイズレベルとする。ここで移動平均を行う代わりに、実施例3と同様にフィルタリングを行うようにしてもよい。   As shown in FIG. 8, with respect to the output data AD (n) of the AD converter 5 output at regular intervals, a differential value calculation unit 81 is used to calculate a value X (n) that has been differentiated once or more times. . With respect to this differential value, an absolute value is obtained using the absolute value calculation unit 84, and then a moving average is calculated using the moving average calculation unit 82. Thereafter, the difference value calculation unit 85 is used to calculate the difference between the moving average value and the absolute value of X (n), and this difference value is set as the noise level. Here, instead of moving average, filtering may be performed in the same manner as in the third embodiment.

ADコンバータ5の出力データAD(n)には、移動時に正弦波の成分が現れる。この正弦波の成分はせいぜい数百kHzであるのに対して、求めたいノイズレベルは数MHz以上であるため、X(n)の絶対値の過去複数回の移動平均またはフィルタリングにより正弦波の成分を求めることが可能である。この値とX(n)の絶対値の差分をノイズレベルにすることにより、正弦波の成分の影響を除去することが可能となる。   A sine wave component appears in the output data AD (n) of the AD converter 5 during movement. This sine wave component is at most several hundred kHz, but the desired noise level is several MHz or more, so the sine wave component can be obtained by moving average or filtering the absolute value of X (n) several times in the past. Can be obtained. By making the difference between this value and the absolute value of X (n) the noise level, it is possible to remove the influence of the sine wave component.

差分値算出部85によって算出されたノイズレベルは、送信手段9を介して外部コントローラ11に送信され、ノイズレベルの監視等を行うことができる。   The noise level calculated by the difference value calculation unit 85 is transmitted to the external controller 11 via the transmission unit 9, and the noise level can be monitored.

本実施例によれば、移動時にADコンバータの出力に正弦波成分が重畳するため、移動平均またはフィルタリングにより、正弦波成分を求め、変動成分から引くことにより、より正確にノイズレベルを求めることができる。   According to this embodiment, since the sine wave component is superimposed on the output of the AD converter during movement, the sine wave component is obtained by moving average or filtering, and the noise level can be obtained more accurately by subtracting from the fluctuation component. it can.

次に、本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダの第6の実施例について説明する。実施例6のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、第1の移動平均値を算出し、第1の移動平均値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、差分の算出を過去複数回分の微分値の絶対値に対して行い、過去複数回分の微分値の絶対値について算出した差分と、今回算出した差分に基づいて、第2の移動平均値を算出し、第2の移動平均値を変動成分とする点を特徴としている。また、移動平均値を算出する代わりに、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、第1のフィルタリングを行い、第1のフィルタリングを行った微分値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、差分の算出を過去複数回分の微分値の絶対値に対して行い、過去複数回分の微分値の絶対値について算出した差分を利用して、今回算出した差分に対して、第2のフィルタリングを行い、第2のフィルタリングを行った微分値を変動成分とするようにしてもよい。実施例6に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成は実施例5と同様である。   Next, a sixth embodiment of the encoder with noise level detection function of the present invention will be described. In the encoder with a noise level detection function according to the sixth embodiment, the noise level detection unit first outputs the output data based on the absolute value of the differential value calculated a plurality of times in the past and the absolute value of the differential value calculated this time. The moving average value is calculated, the difference between the first moving average value and the absolute value of the differential value calculated this time is calculated, the difference is calculated for the absolute values of the differential values for the past multiple times, and the past The second moving average value is calculated based on the difference calculated for the absolute value of the differential value for a plurality of times and the difference calculated this time, and the second moving average value is used as a fluctuation component. Also, instead of calculating the moving average value, the first filtering is performed on the absolute value of the differential value calculated this time using the absolute value of the differential value calculated in the past, and the first filtering is performed. The difference between the filtered differential value and the absolute value of the differential value calculated this time is calculated, the difference is calculated for the absolute value of the past differential value, and the absolute value of the past differential value is obtained. The difference calculated this time may be used to perform the second filtering on the difference calculated this time, and the differential value obtained by performing the second filtering may be used as the fluctuation component. The configuration of the encoder with a noise level detection function according to the sixth embodiment is the same as that of the fifth embodiment.

図8に示すように、一定間隔で出力されるADコンバータ5の出力データAD(n)に関して、微分値算出部81を用いて1回もしくはそれ以上の回数微分した値X(n)を算出する。この微分値について、絶対値算出部84を用いて絶対値を取った後、移動平均算出部82を用いて第1の移動平均値を算出する。その後、差分値算出部85を用いて、第1の移動平均値とX(n)の絶対値の差分を算出し、この差分値に関して移動平均算出部82を用いて第2の移動平均値を算出し、この値をノイズレベルとする。ここで第1及び第2の移動平均を行う代わりに、第1及び第2のフィルタリングを行うようにしてもよい。   As shown in FIG. 8, with respect to the output data AD (n) of the AD converter 5 output at a constant interval, a differential value calculation unit 81 is used to calculate a value X (n) that has been differentiated once or more times. . For this differential value, an absolute value is obtained using the absolute value calculation unit 84, and then a first moving average value is calculated using the moving average calculation unit 82. Thereafter, a difference between the first moving average value and the absolute value of X (n) is calculated using the difference value calculating unit 85, and the second moving average value is calculated using the moving average calculating unit 82 for this difference value. This value is calculated as the noise level. Here, instead of performing the first and second moving averages, the first and second filtering may be performed.

移動平均値算出部82またはフィルタリング部によって算出されたノイズレベルは送信手段9を介して外部コントローラ11に送信され、ノイズレベルの監視等を行うことができる。   The noise level calculated by the moving average value calculation unit 82 or the filtering unit is transmitted to the external controller 11 via the transmission unit 9, and the noise level can be monitored.

本実施例によれば、移動平均またはフィルタリングにより変動成分を平滑化することができる。具体的には、CNC工作機械等で処理並びに表示する場合に、変動成分の値を見やすくする効果が得られる。   According to the present embodiment, the fluctuation component can be smoothed by moving average or filtering. Specifically, when processing and displaying on a CNC machine tool or the like, an effect of making the value of the fluctuation component easy to see is obtained.

次に、本発明のノイズレベル検出機能付きエンコーダの第7の実施例について説明する。図9に本発明の実施例7に係るノイズレベル検出機能付きエンコーダの構成の概略図を示す。実施例7のノイズレベル検出機能付きエンコーダは、ノイズレベル検出部が、出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値と、今回算出した微分値の中で最大となるピーク値を算出し、ピーク値を変動成分とする点を特徴としている。実施例2のエンコーダと異なる点は、ノイズレベル検出部8内にピーク値算出部86をさらに備えている点である。エンコーダ1内のその他の構成は実施例2と同様であるので詳細な説明は省略する。   Next, a seventh embodiment of the encoder with noise level detection function of the present invention will be described. FIG. 9 shows a schematic diagram of a configuration of an encoder with a noise level detection function according to a seventh embodiment of the present invention. In the encoder with a noise level detection function of the seventh embodiment, the noise level detection unit calculates a differential value for a plurality of times calculated in the past and a peak value which is the maximum among the differential values calculated this time for the output data, It is characterized in that the peak value is a fluctuation component. The difference from the encoder of the second embodiment is that a noise level detector 8 further includes a peak value calculator 86. Since other configurations in the encoder 1 are the same as those in the second embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

図9に示すように、ADコンバータ5から一定間隔で出力される出力データAD(n)を、微分値算出部81を用いて1回もしくはそれ以上の回数微分した値X(n)を算出し、ピーク値算出部86においてピーク値をホールドするようにする。所定の期間においてピークを示した値をノイズレベルとする。ここで、ピーク値は一定期間ホールドするが、ノイズの発生原因の変動に対処できるように、ある周期Tph毎にホールドしていたピーク値をリセットする。なお、このある周期TphはADコンバータ5の出力データの更新間隔より十分長く取る必要がある。 As shown in FIG. 9, a value X (n) obtained by differentiating the output data AD (n) output from the AD converter 5 at regular intervals once or more times by using a differential value calculation unit 81 is calculated. The peak value calculation unit 86 holds the peak value. A value indicating a peak in a predetermined period is defined as a noise level. Here, although the peak value is held for a certain period, the peak value held at every certain period Tph is reset so as to cope with the fluctuation of the cause of noise generation. This certain period Tph needs to be sufficiently longer than the update interval of the output data of the AD converter 5.

ピーク値算出部86によって算出されたノイズレベルは、送信手段9を介して外部コントローラ11に送信され、ノイズレベルの監視等を行うことができる。   The noise level calculated by the peak value calculation unit 86 is transmitted to the external controller 11 via the transmission unit 9, and the noise level can be monitored.

本実施例によれば、移動平均またはフィルタリングの場合は、突発的なノイズに対して変動成分の値が低くなるため、ピーク値を取ることにより、突発的なノイズを把握しやすくすることができる。   According to the present embodiment, in the case of moving average or filtering, since the value of the fluctuation component is low with respect to sudden noise, taking the peak value can make it easy to grasp sudden noise. .

1 エンコーダ
2 回路基板
3 検出手段
4 信号処理回路
5 ADコンバータ
7 位置データ算出部
8 ノイズレベル検出部
81 微分値算出部
82 移動平均値算出部
83 フィルタリング部
84 絶対値算出部
85 差分値算出部
86 ピーク値算出部
9 送信手段
10 電動機
11 外部コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Encoder 2 Circuit board 3 Detection means 4 Signal processing circuit 5 AD converter 7 Position data calculation part 8 Noise level detection part 81 Differential value calculation part 82 Moving average value calculation part 83 Filtering part 84 Absolute value calculation part 85 Difference value calculation part 86 Peak value calculation unit 9 Transmitting means 10 Electric motor 11 External controller

Claims (9)

電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値及び今回算出した微分値に基づいて、移動平均値を算出し、前記移動平均値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once , and calculates a moving average value for the output data based on a plurality of differential values calculated in the past and a differential value calculated this time. An encoder with a noise level detection function , characterized in that the moving average value is calculated and used as a fluctuation component.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値を利用して、今回算出した微分値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った前記微分値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and using the differential value for a plurality of times calculated in the past for the output data, An encoder with a noise level detection function , characterized by performing filtering and using the filtered differential value as a fluctuation component.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、移動平均値を算出し、前記移動平均値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and for the output data, the absolute value of a plurality of differential values calculated in the past and the absolute value of the differential value calculated this time are calculated. An encoder with a noise level detection function, wherein a moving average value is calculated based on the moving average value as a fluctuation component.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った前記微分値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and uses the absolute value of a plurality of differential values calculated in the past for the output data. An encoder with a noise level detection function, wherein the absolute value is filtered, and the filtered differential value is used as a fluctuation component.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、移動平均値を算出し、前記移動平均値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、前記差分を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and for the output data, the absolute value of a plurality of differential values calculated in the past and the absolute value of the differential value calculated this time are calculated. An encoder with a noise level detection function, wherein a moving average value is calculated, a difference between the moving average value and an absolute value of a differential value calculated this time is calculated, and the difference is used as a fluctuation component.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、フィルタリングを行い、フィルタリングを行った前記微分値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and uses the absolute value of a plurality of differential values calculated in the past for the output data. An encoder with a noise level detection function, wherein the absolute value is filtered, and the difference between the filtered differential value and the absolute value of the differential value calculated this time is used as a fluctuation component.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値と、今回算出した微分値の絶対値に基づいて、第1の移動平均値を算出し、前記第1の移動平均値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、
前記差分の算出を過去複数回分の微分値の絶対値に対して行い、
過去複数回分の微分値の絶対値について算出した差分と、今回算出した差分に基づいて、第2の移動平均値を算出し、前記第2の移動平均値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and for the output data, the absolute value of a plurality of differential values calculated in the past and the absolute value of the differential value calculated this time are calculated. Based on the first moving average value, the difference between the first moving average value and the absolute value of the differential value calculated this time,
The calculation of the difference is performed on the absolute value of the differential value for the past multiple times,
And the difference calculated for the absolute value of the past plurality of times of differential values, based on the difference calculated this time, and calculates a second moving average values, characterized in that said second moving average value and the variation component Encoder with noise level detection function.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値の絶対値を利用して、今回算出した微分値の絶対値に対して、第1のフィルタリングを行い、第1のフィルタリングを行った前記微分値と、今回算出した微分値の絶対値との差分を算出し、
前記差分の算出を過去複数回分の微分値の絶対値に対して行い、
過去複数回分の微分値の絶対値について算出した差分を利用して、今回算出した差分に対して、第2のフィルタリングを行い、第2のフィルタリングを行った前記微分値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and uses the absolute value of a plurality of differential values calculated in the past for the output data. A first filtering is performed on the absolute value, and a difference between the differential value subjected to the first filtering and the absolute value of the differential value calculated this time is calculated.
The calculation of the difference is performed on the absolute value of the differential value for the past multiple times,
By utilizing the difference calculated for the absolute value of the past several times of the differential value, with respect to the difference calculated this time, performing a second filtering, in that the differential value of performing a second filtering and variation component noise level detecting function encoder characterized.
電動機により駆動される被駆動体の位置データを得るためのノイズレベル検出機能付きエンコーダであって、
被駆動体の移動状態に対応して、周期的に発生する90度位相の異なる2相の正弦波状のアナログ信号からなる検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号を一定の時間間隔でディジタル値に変換し、出力データとして出力するADコンバータと、
前記出力データの時間的変化に基づいて変動成分を算出し、前記変動成分をノイズレベルとして出力するノイズレベル検出部と、を有し、
前記ノイズレベル検出部は、前記出力データを少なくとも1回微分した微分値を算出し、前記出力データについて、過去に算出した複数回分の微分値と、今回算出した微分値の中で最大となるピーク値を算出し、前記ピーク値を変動成分とすることを特徴とするノイズレベル検出機能付きエンコーダ。
An encoder with a noise level detection function for obtaining position data of a driven body driven by an electric motor,
Detecting means for outputting a detection signal composed of two-phase sinusoidal analog signals that are periodically generated and differing in phase by 90 degrees corresponding to the movement state of the driven body;
An AD converter that converts the detection signal into a digital value at regular time intervals and outputs the digital value as output data;
A noise level detector that calculates a fluctuation component based on a temporal change in the output data and outputs the fluctuation component as a noise level;
The noise level detection unit calculates a differential value obtained by differentiating the output data at least once, and for the output data, a differential value for a plurality of times calculated in the past and a peak value that is the largest among the differential values calculated this time. An encoder with a noise level detection function , characterized by calculating a value and using the peak value as a fluctuation component.
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