JPH01269015A - System for processing position detecting signal - Google Patents

System for processing position detecting signal

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JPH01269015A
JPH01269015A JP9856488A JP9856488A JPH01269015A JP H01269015 A JPH01269015 A JP H01269015A JP 9856488 A JP9856488 A JP 9856488A JP 9856488 A JP9856488 A JP 9856488A JP H01269015 A JPH01269015 A JP H01269015A
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signal
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pwm signals
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Zenshi Tsuchiya
土屋 善嗣
Yoichi Shimoura
下浦 洋一
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To accurately detect positions even in the vicinity of peak values of the outputs of sensors by providing the pair of sensors, means for modulating pulse width, etc. CONSTITUTION:When sensor outputs eA and eB of a pair of sensors 9A and 9B are inputted to a direction discrimination circuit 34 after the outputs are shaped in waveform to square waves eCO and eDO at comparators 31 and 33, rough pulses are generated. The rough pulses are counted by a rough counter 12 so as to obtain a rough position. Regarding the accurate position, the outputs eA and eM are subjected to PWM modulation at corresponding modulators 35 and 36 and PWM signals (1) and (2) are generated. The PWM signals are inverted by means of inverters 37 and 38 and a total of four PWM signals are obtained. Then parts corresponding to divided each section are selected from the PWM signals. Moreover, values of both of the rough and an accurate counters 12 and 24 are caused to be latched by a register 25 at every period of the selected PWM signals and the stroke position is found from values of both counters 12 and 24.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はロータリエンコーグ、リニアエンコーグ等の
位ffi信号の処理方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a processing system for ffi signals such as rotary encoders and linear encoders.

(従来の技術) たとえば、油圧シリングのピストンロッドのストローク
位置を検出するために、ピストンロッドに所定の間隔で
磁気スケールを埋め込み、シリング側に取り付けた磁気
センサからの出力信号をパルス化して計数することがあ
る。
(Prior art) For example, in order to detect the stroke position of a piston rod of a hydraulic cylinder, a magnetic scale is embedded in the piston rod at a predetermined interval, and the output signal from a magnetic sensor attached to the cylinder side is pulsed and counted. Sometimes.

これをll55図と第6図を参照して説明すると、51
はピストンロッドのストロークにより磁気スケールの最
小開隔(1目畿り)について1周期となる正弦波を出力
する磁気センサで、第5図に示すように互いに90”位
相が異なるように2個セットされる。
To explain this with reference to Figure ll55 and Figure 6, 51
is a magnetic sensor that outputs a sine wave that corresponds to one period for the minimum opening distance (1st axis) of the magnetic scale due to the stroke of the piston rod.As shown in Figure 5, there are two magnetic sensors set so that the phase is 90" different from each other. be done.

これらセンサからの出力eA、eBをコンパレータ52
で波形整形して方形波eAo*eaoに変換し、これを
入力として位相弁別(方向弁別とも言う)・逓倍回路5
3で、下記の論理式に基づいて正方向パルスと逆方向パ
ルスを作り、これらのパルスをアップ・ダウンカウンタ
54でカウントしてビス)ンロッドのストローク位置を
検出する。
The outputs eA and eB from these sensors are sent to a comparator 52.
The waveform is shaped and converted into a square wave eAo*eao, and this is input to the phase discrimination (also called direction discrimination)/multiplier circuit 5.
3, a forward direction pulse and a reverse direction pulse are generated based on the following logical formula, and these pulses are counted by an up/down counter 54 to detect the stroke position of the screw thread rod.

正方向パルス”eAo(↑)舎eIIO十eAo(↓)
・e日0 +eeo(↑)・eA 。
Positive direction pulse “eAo(↑)shaeIIOteneAo(↓)
・e day 0 +eeo(↑)・eA.

+eeo(↓)・eA 。+eeo(↓)・eA.

逆方向パルス=exe(↑)・eBO +eAo(↓)・百80 +eeo(↑)・eA。Reverse direction pulse = exe (↑)・eBO +eAo(↓)・1080 +eeo(↑)・eA.

+eso(↓)・eA。+eso(↓)・eA.

ただし、 eAo(↑);eAoの立ち上がりで発生するパルス esc(↑):eaoの立ち上がりで発生するパルス eAo(↓);e A Oの立ち下がりで発生するパル
ス eso(↓);eeoの立ち下がりで発生するパルス 了Ao;eAoの反転信号 τno”、eaoの反転信号 ・;論理積 したがって、位置検出の分解能はセンサ出力の1周期の
1/4、すなわちI Ill’)の1/4のストローク
位I!まで検出可能となる。
However, eAo (↑); Pulse generated at the rising edge of eAo esc (↑): Pulse generated at the rising edge of eao (↓); e A Pulse generated at the falling edge eso (↓); Falling edge of eeo The pulse generated at Ao; eAo's inverted signal τno'', eao's inverted signal .; It becomes possible to detect up to I!

(発明が解決しようとする課題) このような方式ではセンサ出力の1周期を4分割するの
が限度のため、ストローク位置の検出精度を高めるには
、1目%りの開隔を短くして密にしなければならないが
、目%りを細かく刻むには加工上の限度があり、微小ス
トロークの検出はできなかった。
(Problem to be solved by the invention) In this type of method, the limit is to divide one cycle of the sensor output into 4, so in order to improve the detection accuracy of the stroke position, the opening distance between 1% and 1% should be shortened. Although it had to be dense, there were limitations in machining to cut the perforations finely, and it was not possible to detect minute strokes.

そこで、センサ出力(eA、es)が零電位と交わる点
(ゼロクロス点)を大まかな位11(これを「粗位置」
という)とする外、各ゼロクロス点間を所定数で分割し
く分割された微細な位置を「精位置」という)、この精
位置をパルス幅変調方式による補間計算にて求めるよう
にしたものが提案されている(待頴昭62−99203
号)。
Therefore, the point where the sensor output (eA, es) intersects with zero potential (zero cross point) is roughly located at position 11 (this is called the "coarse position").
In addition to the ``precise position'' (the fine position divided into a predetermined number of parts between each zero-crossing point), it has been proposed that this precise position is determined by interpolation calculation using a pulse width modulation method. (Machieki 62-99203
issue).

これを第10図のブロック図で説明すると、9A、9B
は磁気スケール(図示せず)に対し、互いに1目盛りの
1/4だけずらして設けられる一対の磁気センサで、こ
れらセンサ9 A、9 Bからは第7図に示すセンサ出
力e^、eIIが得られる。
To explain this using the block diagram in Figure 10, 9A, 9B
are a pair of magnetic sensors that are offset from each other by 1/4 of a scale with respect to a magnetic scale (not shown), and sensor outputs e^ and eII shown in FIG. 7 are obtained from these sensors 9A and 9B. can get.

なお、第7図では第5図と同様に正弦波を便宜上三角波
で表している。
Note that in FIG. 7, the sine wave is represented by a triangular wave for convenience, similar to FIG. 5.

粗位置の検出については、センサ出力eAとeBの反転
信号egとをコンパレータIOA、10Bで波形整形し
て方形波信号eAOyeBgに変換し、これを方向弁別
回路11に入力させると、従来と同様にパルス(このパ
ルスは粗位置に対応するので「粗パルス」という)が得
られる。したがって、この粗パルスを粗カウンタ(粗パ
ルスをカウントするカウンタ)12にてカウントすると
、カウント数が粗位置に対応する。なお、従来例では、
eAo+enoの立ち上がり、立ち下がりをすべてカウ
ントしたが、ここではeAoの立ち上がり。
Regarding the detection of the rough position, the inverted signal eg of the sensor outputs eA and eB is waveform-shaped by the comparators IOA and 10B and converted into a square wave signal eAOyeBg, which is input to the direction discrimination circuit 11. A pulse (referred to as a "coarse pulse" since it corresponds to a coarse position) is obtained. Therefore, when this coarse pulse is counted by the coarse counter (a counter that counts coarse pulses) 12, the counted number corresponds to the coarse position. In addition, in the conventional example,
We counted all the rises and falls of eAo+eno, but here it is the rise of eAo.

立ち下がりのみをカウントするものである。Only falling edges are counted.

一方、精位置については、センサ出力eBの1周期(第
7図で■−■の区間)を半周期ずつ2つの部分(■〜■
と■〜■の各区間)に分割し、前半周期をBe、後半周
期をeBを用いて補間計算を行うことで精位置を求める
。具体的には、センサ出力eBとこれをインバータ13
により反転した出力egとを対応する変調器(コンパレ
ータから構成される)14.15に入力し、正弦波発信
器16からの高周波変調信号e、でパルス幅変調(PW
M)すると、一対のPWM信号(1)、(2)が得られ
る。
On the other hand, regarding precise positioning, one period of sensor output eB (section ■-■ in Figure 7) is divided into two parts (■-■
The precise position is obtained by performing interpolation calculation using Be for the first half period and eB for the second half period. Specifically, the sensor output eB and the inverter 13
The inverted output eg is input to the corresponding modulator (consisting of a comparator) 14.
M) Then, a pair of PWM signals (1) and (2) are obtained.

この場合、変調信号として正弦波を採用するのは、ee
、f3eが正弦波の一部である(直線ではない)ため、
同じ正弦波を用いることで、PWM信号のデエーティー
比(eMの1周期に対するハイレベル時間の割合)が第
8図に示す内挿直線eB上の値と近似的に一致する(e
うの周波数を無限大とした理想状態では内挿直線上の値
と完全に一致する)ことが理論的に証明されるからであ
る。
In this case, adopting a sine wave as a modulation signal means that ee
, f3e is part of a sine wave (not a straight line), so
By using the same sine wave, the duty ratio (ratio of high level time to one period of eM) of the PWM signal approximately matches the value on the interpolation line eB shown in Fig. 8 (e
This is because it is theoretically proven that, in an ideal state where the frequency of

この証明は第8図と第9図を用いれば次のようである。This proof is as follows using Figures 8 and 9.

なお、第8図はセンサ出力eaの半周期と変調信号e、
の振幅、振夫を一致させて重ね合わせたもの、第9図は
第8図の部分拡大図である。
In addition, FIG. 8 shows the half period of the sensor output ea and the modulation signal e,
FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 8, with the amplitudes and shakers being matched and superimposed.

センサ出力e8は正弦波であるから、 e a =(1+5in(or )x)/ 2    
  =(1)で表し、en=e’eiのときのx(xi
と置()を求めると、 xi=(1/ f)sin−’ (2e B i −1
)  ・=(2)が得られる。
Since the sensor output e8 is a sine wave, e a = (1+5in(or)x)/2
= (1), and x(xi
When calculating the value of
) ・=(2) is obtained.

一方、eBに内挿させた直線eIは、 e r =x+(1/ 2 )          ・
・・(3)と表せるから、式(2)、(3)よりx=x
iのときのe+(e+!と置()は、 811=(1/r)sin−’ (2e ai−1)+
(1/2)         ・・・(4)となる。
On the other hand, the straight line eI interpolated to eB is e r = x + (1/2) ・
Since it can be expressed as (3), x=x from equations (2) and (3)
When i, e+ (e+!) is 811=(1/r)sin-' (2e ai-1)+
(1/2) ...(4).

次に、PWM信号のデエーテイー比を求める。Next, the duty ratio of the PWM signal is determined.

x=xiを周期の中心とする!!調信号evIはe M
 = (1/ 2 )l(1−5in((nr )(x
−xi))1・・・(5) と表せる。ただし、n”lとする。
Let x=xi be the center of the period! ! The modulation signal evI is eM
= (1/2)l(1-5in((nr)(x
-xi))1...(5) It can be expressed as follows. However, it is assumed to be n"l.

n→ωの理想的な場合を考えて、esとe、の交点のx
JI!IExcl を求めると(第9図11、eM=e
siとおいて esi=(1/2) X((1−sin((nr)(xc 1−xi))1、
’、xe 1  =xi−(1/ f)sin−’  
(2e  B i −1)・・・(6) また、第9図より XC2=(xi−(1/nil +(1/r)sin−’ (2e a i −1)−(
7)なることが容易に分かる。
Considering the ideal case of n→ω, x at the intersection of es and e
JI! When IExcl is calculated (Fig. 9, 11, eM=e
si and esi=(1/2) X((1-sin((nr)(xc 1-xi))1,
', xe 1 =xi-(1/f)sin-'
(2e B i -1)...(6) Also, from Fig. 9, XC2 = (xi-(1/nil + (1/r) sin-' (2e a i -1)-(
7) It is easy to see what will happen.

したがって、PWMq号のデエーティー比σiは、 σi=[(xi  xc +  )+(xc 2−(x
i−(1/n)))+t(xi+(1/n)−xi))
] / 1(xi+ (1/ n)−(xi −(1/ n
))1=((2/ n r )sin−’(2esi−
1)+(1/n)l(2/n)−’ =(1/ ff)sin−’ (2e 8 i −1)
+(1/2)          ・・・(8)式(4
)、(8)を比較すれば明らかなように、PWM信号の
デエーティー比σiは内挿直線上の値eIiに等しいこ
とが分かる。つまり、PWM変調によりセンサ出力に対
するPWM信号デエーテイー比の特性は第12図に示す
ようにリニアライズ(直線化)されるのである、これで
証明を終わる。
Therefore, the duty ratio σi of PWMq is as follows: σi=[(xi xc + )+(xc 2−(x
i-(1/n)))+t(xi+(1/n)-xi))
] / 1(xi + (1/ n) - (xi - (1/ n
))1=((2/n r )sin-'(2esi-
1)+(1/n)l(2/n)-'=(1/ff)sin-' (2e 8 i-1)
+(1/2) ...(8) Formula (4
) and (8), it is clear that the duty ratio σi of the PWM signal is equal to the value eIi on the interpolation line. In other words, due to PWM modulation, the characteristic of the PWM signal duty ratio with respect to the sensor output is linearized as shown in FIG. 12. This concludes the proof.

そして、一対のPWM信号(1)、(2)からはマルチ
プレクサ17.AND回路回路2什1う)が作られ、こ
れが精カウンタ(精パルスをカウントするカウンタ)2
4にカウントされる.なお、第11図に第10図各部の
出力波形を示す。
From the pair of PWM signals (1) and (2), a multiplexer 17. An AND circuit (circuit 2) is created, and this is the precision counter (counter that counts the precision pulses) 2.
It counts as 4. Incidentally, FIG. 11 shows the output waveforms of each section in FIG. 10.

しかしながら、センサ出力が最大値あるいは最小値(両
者を併せてピーク値とよJ:)をとる近傍では第12図
に示すように直線とならず、したがって、ピーク値近傍
では、センサ出力とPWM信号デエーティー比が正確に
対応せず、位置検出の精度が低下する。
However, near the sensor output taking the maximum value or the minimum value (both together referred to as the peak value), it does not form a straight line as shown in Figure 12. Therefore, near the peak value, the sensor output and the PWM signal The duty ratios do not correspond accurately and the accuracy of position detection decreases.

これは、センサ出力と変調信号の各振幅,振夫を第8図
のように一致させるに際して、一致できなかった相対的
なわずかのずれ(合わせ誤差)がピーク値近傍でPWM
信号デユーティ−比に大きく影響するためで、ピーク値
近傍での分解能を上げようとすると、かなりの精度で両
信号の各振幅。
This is because when matching the amplitudes of the sensor output and the modulation signal and the vibrator as shown in Figure 8, a small relative deviation (matching error) that could not be matched causes the PWM to change in the vicinity of the peak value.
This is because it greatly affects the signal duty ratio, and if you try to increase the resolution near the peak value, you can accurately measure each amplitude of both signals.

振夫を合わせなければならないことになる。You will have to match the swingers.

この発明はこのような従来の課題に着口してなされたも
ので、センサ出力のピーク値近傍においても、合わせ誤
差に関係なく正確かつ安定に位置検出が行えるようにし
た方式を提供することを目的とする。
This invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method that allows position detection to be performed accurately and stably, regardless of alignment errors, even near the peak value of the sensor output. purpose.

(課題を解決するための手段) この発明は、変位方向に相対的にずらして設けられ、位
置目盛りに対応して正弦波信号を出力する一対のセンサ
と、これらセンサ出力(IBxteB)を、それぞれ高
周波の正弦波を変調信号(e M )としてパルス幅変
II(PWM)する手段と、センサ出力の一周期を、セ
ンサ出力のピーク値近傍を含まないように分割する(た
とえば1/4周期ずつ4つの区間に分割する)手段と、
分割された各区間に対応する部分を前記一対のパルス幅
変調された信号(PWM信号)から選択する手段と、選
択されたパルス幅変調信号を位置信号に変換する手段と
を備えた。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a pair of sensors that are provided relatively shifted in the displacement direction and output a sine wave signal corresponding to a position scale, and a pair of sensors that output sinusoidal signals corresponding to a position scale, A means for performing pulse width variation II (PWM) using a high frequency sine wave as a modulation signal (e M ), and a means for dividing one cycle of the sensor output so as not to include the vicinity of the peak value of the sensor output (for example, by 1/4 cycle). (dividing into four sections) means,
The apparatus included means for selecting a portion corresponding to each divided section from the pair of pulse width modulated signals (PWM signals), and means for converting the selected pulse width modulated signal into a position signal.

(作用) 一対のセンサからの正弦波信号が同じ正弦波の変調信号
でパルス幅変調されると、得られるパルス幅変調信号の
デエーティー比がセンサ出力に内挿させた直線上の値と
近似的に一致し、ここに、センサ出力がリニアライズさ
れる。
(Function) When sine wave signals from a pair of sensors are pulse width modulated with the same sine wave modulation signal, the duty ratio of the resulting pulse width modulation signal is approximately the value on the straight line interpolated to the sensor output. , where the sensor output is linearized.

この場合、ピーク値近傍のセンサ出力は用いられていな
いので、センサ出力と変調信号Ce w )との各振幅
、損失を一致させる場合に生ずるずれ(合わせ誤差)の
影響を受けずに済む、この結果、ピーク値近傍において
も精度良く安定して位置検出を行うことができる。
In this case, since the sensor output near the peak value is not used, this method is not affected by the deviation (matching error) that occurs when matching the amplitude and loss of the sensor output and the modulation signal (Cew). As a result, position detection can be performed stably with high accuracy even near the peak value.

(実施例) 第1図は第10図と対応させて示した一実施例のブロッ
ク図で、第10図と同一の構成部分には同一の符号を付
している。なお、磁気スケールに対する一対の磁気セン
サ9 A、9 Bの配置も先願と同じであり、センサ出
力eA、etaは第2図の上段に示すところとなる。た
だし、第2図のセンサ出力についても便宜上、正弦波を
三角波で表している。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an embodiment shown in correspondence with FIG. 10, and the same components as in FIG. 10 are given the same reference numerals. The arrangement of the pair of magnetic sensors 9A and 9B with respect to the magnetic scale is also the same as in the previous application, and the sensor outputs eA and eta are shown in the upper part of FIG. 2. However, also for the sensor output in FIG. 2, the sine wave is represented by a triangular wave for convenience.

先願では、センサ出力の一周期を半周期ずつ2つの部分
に分けて補間計算したが、ここでは、センサ出力のピー
ク値近傍では、振幅、損失の合わせ誤差の影響が大きく
出るので、ピーク値近傍を避けて補間計算を行なう1.
つまり、第2図に示すごとく、センサ出力eA、esの
ピーク値近傍を含まないようにしてセンサ出力の一周期
Tを1/4周期ずつ4つの区間に分け(■〜■、■〜■
、■〜■、Φ〜■)、各区間に対応して一対のセンサ出
力e^、e aの一部を選択する(■〜■区間と■〜■
の区間はeA、■〜■と■〜■の区間はeB)。
In the previous application, one cycle of the sensor output was divided into two parts each half a cycle for interpolation calculation, but in this case, the influence of the matching error of amplitude and loss is large near the peak value of the sensor output, so the peak value Perform interpolation calculations while avoiding neighbors 1.
In other words, as shown in Fig. 2, one period T of the sensor output is divided into four sections of 1/4 period each, excluding the vicinity of the peak values of the sensor outputs eA and es (■~■, ■~■
, ■~■, Φ~■), select a part of the pair of sensor outputs e^, e a corresponding to each section (■~■ interval and ■~■
The section is eA, and the sections from ■ to ■ and from ■ to ■ are eB).

したがって、この例ではeAとen%またはe、とeB
の交点(図示の■、■、・・・、■、・・・)が粗位置
となるので、eAとee%e^と(3mを各コンパレー
タ31,33で波形整形して方形波eeoeeDOとし
、これらを方向弁別回路34に入力させると粗パルスが
作られ、これを粗カウンタ12でカウントさせて粗位置
を得る。
Therefore, in this example, eA and en% or e, and eB
The intersection point (■, ■, ..., ■, ... in the figure) is the rough position, so the waveforms of eA, ee%e^, and (3m) are shaped by each comparator 31 and 33 to form a square wave eeoeeDO. , these are input to the direction discrimination circuit 34 to produce coarse pulses, which are counted by the coarse counter 12 to obtain the coarse position.

一方、精位置については、8A、eeを対応する変調1
B35.36によりPWM変調しで、PWM信号(1)
、(2)を作り、これらをインバータ37.38で反転
させることで合計4つのPWM信号(1)、(1)、(
2)、(2)を得る。なお、各PWM信号(1)、(2
)はPWM信号(1)、(2)の反転信号であることを
意味する。
On the other hand, regarding the precise position, 8A, ee is the corresponding modulation 1
PWM modulated by B35.36, PWM signal (1)
, (2) and invert them with inverters 37 and 38 to create a total of four PWM signals (1), (1), (
2), we obtain (2). In addition, each PWM signal (1), (2
) means an inverted signal of PWM signals (1) and (2).

そして、これら4つのPWM信号から、分割された各区
間に対応する部分を選択する。ここに、各区間に対応し
て選択されるPWM信号(これを「選択PWM信号」と
いう)は、第2図より明らかなように、0〜0間の一周
期で示せば、■〜■の区間→PWM信号(1)、■〜■
の区間→PWM信号(2)、■〜■の区間→PWM信号
(1)、■〜■の区間→PWM信号(2)であり、切り
替えは第2図に示した各選択信号(eE O、ey o
 *eG 11 we No )を用いて次表のように
行なう。
Then, a portion corresponding to each divided section is selected from these four PWM signals. Here, as is clear from Fig. 2, the PWM signal selected corresponding to each section (this is referred to as the "selected PWM signal") is represented by one cycle between 0 and 0, Section → PWM signal (1), ■~■
section → PWM signal (2), section from ■ to ■ → PWM signal (1), and section from ■ to ■ → PWM signal (2). Switching is performed by each selection signal (eE O, ey o
*eG 11 we No ) as shown in the following table.

なお、選択信号は8eo*8DOを入力するロノック回
路39にて作る。 e Co *eo Oについても第
2図に示す。
Note that the selection signal is generated by the Ronok circuit 39 which inputs 8eo*8DO. Fig. 2 also shows e Co *eo O.

次に、選択PWM信号のデエーティ比を計数値に変換す
る方法は先願と同様であり、以下に説明する0選択PW
M信号をデート信号としてAND回路21を通るクロッ
クパルス(CK Lパルス)をコントロールし、通過し
たCKLパルスを精カウンタ24でカウントすることに
より計数値に変換する。なお、デエーティー比の計数化
の分解能は、精カウンタ24の前に置かれた分周器23
により設定される。
Next, the method of converting the duty ratio of the selection PWM signal into a count value is the same as in the previous application, and the method for converting the duty ratio of the selection PWM signal into a count value is
The clock pulse (CK L pulse) passing through the AND circuit 21 is controlled using the M signal as a date signal, and the passed CKL pulse is counted by a precision counter 24 to be converted into a count value. Note that the resolution for counting the duty ratio is determined by the frequency divider 23 placed in front of the precision counter 24.
Set by.

粗カウンタ12と精カウンタ24の値からストローク位
置を求めるためには、選択PWM信号の一周期毎に両カ
ウンタの値をレジスタ25にラッチさせる。ラッチ信号
(L A T CH信号)としては、変調信号e2をコ
ンパレータ19にて波形整形した方形波信号eMoの立
ち上がり後に最初に現れるクロックパルスcpを取り出
して用いる(第11図参照)。
In order to obtain the stroke position from the values of the coarse counter 12 and the fine counter 24, the values of both counters are latched in the register 25 every cycle of the selection PWM signal. As the latch signal (LATCH signal), the clock pulse cp that first appears after the rise of the square wave signal eMo obtained by waveform-shaping the modulation signal e2 by the comparator 19 is extracted and used (see FIG. 11).

また、カウントに先だって分局器23をリセットする必
要があるので、LATCH信号の次にくるクロックパル
スCρと粗パルスとをOR回路22を通すことによりリ
セット信号(RESET信号)を得る。なお、RESE
T信号の中に粗パルスを含めているのは、センサ出力と
変調信号とは非同期なので、変調信号の途中で粗パルス
がくると、カウント中の精カウンタの内容が粗パルス後
に持ちこされ、内挿に誤りを生ずるからである。
Furthermore, since it is necessary to reset the branching unit 23 before counting, a reset signal (RESET signal) is obtained by passing the clock pulse Cρ following the LATCH signal and the coarse pulse through the OR circuit 22. In addition, RESE
The reason why the coarse pulse is included in the T signal is that the sensor output and the modulation signal are asynchronous, so if the coarse pulse comes in the middle of the modulation signal, the contents of the fine counter that is counting will be carried over after the coarse pulse. This is because errors occur in interpolation.

これに対して、精カウンタ24については、カウントに
先立って先願のようにゼロクリアするのではなく、適当
な初期値を口・ドしておかなければならない、これは、
本発明によれば、第3図に示すようにPWM信号デエー
テイー比の最小値が0.25、その最大値が0,75(
したがって、デユーティ−比のスパンは0.5である)
となるので、デエーティー比が0.25のとき精カウン
タ24の値が0になるようにしておかなければならない
からである。
On the other hand, the precision counter 24 must be set to an appropriate initial value before counting, instead of being cleared to zero as in the previous application.
According to the present invention, as shown in FIG. 3, the minimum value of the PWM signal duty ratio is 0.25, and the maximum value is 0.75 (
Therefore, the duty ratio span is 0.5)
Therefore, the value of the fine counter 24 must be set to 0 when the duty ratio is 0.25.

なお、LATCH信号、RESET信号として使用され
る2つのクロックパルスを除いた残りのパルス列が前述
のCKLパルスとなる。LATCH,RESET、CK
Lの各信号は、クロックパルスcpと方形波信号evo
に基づきパルス分配器20にて分配されるものである。
Note that the remaining pulse train excluding the two clock pulses used as the LATCH signal and the RESET signal becomes the aforementioned CKL pulse. LATCH, RESET, CK
Each signal of L is a clock pulse cp and a square wave signal evo
The pulse is distributed by the pulse distributor 20 based on the following.

さて、実施例によれば、第3図にも示したように、セン
サ出力のピーク値近傍をカットした残りの部分に対応す
るデユーティ比(正確にはデユーティ比で0.25から
0.75の範囲)だけが用いられる。このため、センサ
出力e^、eBと変調信号eMとの振幅、損失の合わせ
誤差の影響を受けずに済むので、粗位置間の分割数を増
しても支障なく、分割数の増加により精度良くかつ安定
してストローク位置が検出できる。
Now, according to the embodiment, as shown in FIG. range) is used. Therefore, it is not affected by errors in matching the amplitude and loss between the sensor output e^, eB and the modulation signal eM, so there is no problem even if the number of divisions between rough positions is increased, and the accuracy is improved by increasing the number of divisions. Moreover, the stroke position can be detected stably.

一例として、スケールの1目盛りを2−輪とすれば、そ
の1/4区問が粗位置となり、したがって、粗カウンタ
12では0.5−簡単位でカウントが行なわれる。
As an example, if one division of the scale is 2-rings, the 1/4 section is the coarse position, and therefore the coarse counter 12 counts at 0.5-simple.

一方、粗位置間をどれだけに分割するかは分局器23に
て定まるところであり、第4図に示すように、精パルス
をPWM信号の半周期に対して5O−1=49個分配す
ると、精カウンタ24では0.01g+−単位でカウン
トが行なわれる。つまり、この場合には1目盛りの1/
200までの検出が可能となるのである。なお、この場
合には精カウンタ24の初期値として[−25Jをロー
ドしてお(くと、0から49までがカウントされること
はいうまでもない。
On the other hand, how many parts the coarse position should be divided into is determined by the divider 23, and as shown in Fig. 4, if the fine pulse is divided into 5O-1 = 49 pieces per half cycle of the PWM signal, then The precision counter 24 counts in units of 0.01g+-. In other words, in this case, 1/1 of one scale is
This makes it possible to detect up to 200. In this case, it goes without saying that if -25J is loaded as the initial value of the fine counter 24, it will count from 0 to 49.

実施例では、センサ出力の一周期を4分割するもので示
したが、これに限定されるものでなく、要はセンサ出力
のピーク値近傍を含まなければよいので、8分割するこ
となども可能である。
In the example, one cycle of the sensor output is divided into four, but it is not limited to this, and it is possible to divide it into eight as long as it does not include the vicinity of the peak value of the sensor output. It is.

(発明の効果) この発明では、変位方向に相対的にずらして設けられ、
位置旧1に対応して正弦波信号を出力する一対のセンサ
と、これらセンサ出力を、それぞれ高周波の正弦波を変
調信号としてパルス幅変調する手段と、センサ出力の一
周期を、センサ出力のピーク値近傍を含まないように分
割する手段と、分割された各区間に対応する部分を前記
一対のパルス幅変調された信号から選択する手段と、選
択されたパルス幅変調信号を位置信号に変換する手段と
を備えたので、ピーク値近傍においても精度良くかつ安
定に位置検出が行える。
(Effect of the invention) In this invention, the
a pair of sensors that output a sine wave signal corresponding to position 1; means for pulse width modulating the sensor outputs using a high frequency sine wave as a modulation signal; means for dividing so as not to include the vicinity of the value; means for selecting a portion corresponding to each divided section from the pair of pulse width modulated signals; and converting the selected pulse width modulated signal into a position signal. Since the above-mentioned means is provided, position detection can be performed accurately and stably even near the peak value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はこ
の実施例の作用を説明するための波形図、第3図はこの
実施例のPWM信号デユーティ−比のスパン(変域)を
説明するための波形図、第4図はこの実施例の精パルス
の分配を説明するための図である。 第5図は従来例の波形図、第6図は従来例のブロック図
である。 第7図は先願のセンサ出力の波形図、第8図はセンサ出
力と変調信号との合成波形図、第9図は第8図の部分拡
大図、第10図は先願のブロック図、第11図は先願の
作用を説明するための波形図、第12図は先願のセンサ
出力とPWM信号デユーティ−比との関係を示す図であ
る。 9A、9B・・・センサ、12・・・粗カウンタ、16
・・・正弦波発信器、18・・・パルス発信器、20・
・・バルス分配器、23・・・分周器、24・・・精カ
ウンタ、25・・・レジスタ、31.33・・・コンパ
レータ、34・・・方向弁別回路、35.36・・・e
ll器、39・・・ロノック回路、40〜43・・・A
ND回路、44・・・OR回路。 特許出願人     カヤバエ業株式会社第3図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図 第11図 横1剋ス
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of this invention, Fig. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of this embodiment, and Fig. 3 is the span (range) of the PWM signal duty ratio of this embodiment. FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the distribution of seminal pulses in this embodiment. FIG. 5 is a waveform diagram of the conventional example, and FIG. 6 is a block diagram of the conventional example. Fig. 7 is a waveform diagram of the sensor output of the earlier application, Fig. 8 is a composite waveform diagram of the sensor output and modulation signal, Fig. 9 is a partially enlarged view of Fig. 8, and Fig. 10 is a block diagram of the earlier application. FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the effect of the prior application, and FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the sensor output and the PWM signal duty ratio of the prior application. 9A, 9B...Sensor, 12...Rough counter, 16
... Sine wave oscillator, 18... Pulse oscillator, 20.
...Bulse distributor, 23...Frequency divider, 24...Precision counter, 25...Register, 31.33...Comparator, 34...Direction discrimination circuit, 35.36...e
ll device, 39... Ronok circuit, 40-43...A
ND circuit, 44...OR circuit. Patent applicant: Kayabae Gyo Co., Ltd. Figure 3 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 変位方向に相対的にずらして設けられ、位置目盛りに対
応して正弦波信号を出力する一対のセンサと、これらセ
ンサ出力を、それぞれ高周波の正弦波を変調信号として
パルス幅変調する手段と、センサ出力の一周期を、セン
サ出力のピーク値近傍を含まないように分割する手段と
、分割された各区間に対応する部分を前記一対のパルス
幅変調された信号から選択する手段と、選択されたパル
ス幅変調信号を位置信号に変換する手段とを備えたこと
を特徴とする位置検出信号の処理方式。
a pair of sensors that are provided relatively shifted in the displacement direction and output sinusoidal signals corresponding to the position scale; means for pulse width modulating the outputs of these sensors using high-frequency sinusoidal waves as modulation signals; means for dividing one period of the output so as not to include the vicinity of the peak value of the sensor output; means for selecting a portion corresponding to each divided section from the pair of pulse width modulated signals; 1. A position detection signal processing method, comprising: means for converting a pulse width modulation signal into a position signal.
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