JPH02150717A - 精密位置検出装置 - Google Patents
精密位置検出装置Info
- Publication number
- JPH02150717A JPH02150717A JP63302180A JP30218088A JPH02150717A JP H02150717 A JPH02150717 A JP H02150717A JP 63302180 A JP63302180 A JP 63302180A JP 30218088 A JP30218088 A JP 30218088A JP H02150717 A JPH02150717 A JP H02150717A
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- JP
- Japan
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/24404—Interpolation using high frequency signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
a、産業上の利用分野
本発明は、精密位置検出装置に関し、特に、エンコーダ
部から得られた二相インクリメンタル位置検出信号に基
づいて形成された段階波状アナログ信号からなるアブソ
リュート信号の不感帯を除去し、近似直線形の出力信号
を得ることができるようにするための新規な改良に関す
る。
部から得られた二相インクリメンタル位置検出信号に基
づいて形成された段階波状アナログ信号からなるアブソ
リュート信号の不感帯を除去し、近似直線形の出力信号
を得ることができるようにするための新規な改良に関す
る。
b、従来の技術
従来、用いられていたこの種の精密位置検出装置として
は、種々の構成が採用されているが、その中で代表的な
構成について述べると、ここではそのvt成を示す文献
名等は開示していないが、第3図にて示す本出願人が社
内で製造している精密位置検出装置を挙げることができ
る。
は、種々の構成が採用されているが、その中で代表的な
構成について述べると、ここではそのvt成を示す文献
名等は開示していないが、第3図にて示す本出願人が社
内で製造している精密位置検出装置を挙げることができ
る。
すなわち、ttS3図において符号1で示されるものは
、ロータリーエンコーダであり、このロータリーエンコ
ーダ1の回転軸・1aをθ方向に回転させると、互いに
位相が90度異なる二相インクリメンタル位置検出信号
2が接続線3を介して、アップグランカウンタ4に送ら
れる。
、ロータリーエンコーダであり、このロータリーエンコ
ーダ1の回転軸・1aをθ方向に回転させると、互いに
位相が90度異なる二相インクリメンタル位置検出信号
2が接続線3を介して、アップグランカウンタ4に送ら
れる。
このアップグランカウンタ4では、二相インクリメンタ
ル位置検出信号の量に応じたディジタル信号5がD/A
変換器6に入力され、このD/A変換器6からは、第4
図で示される階段波状のアナログ電圧信号からなるアナ
ログ位置信号7が出力される。
ル位置検出信号の量に応じたディジタル信号5がD/A
変換器6に入力され、このD/A変換器6からは、第4
図で示される階段波状のアナログ電圧信号からなるアナ
ログ位置信号7が出力される。
C1発明が解決しようとする課題
従来の精密位置検出装置は、以上のように構成されてい
たため、次のような課題を有していた。
たため、次のような課題を有していた。
すなわち、前述の従来構成においては、fi4図に示さ
れるアナログ位置信号7のディジタル値“0″の範囲内
において、エンコーダ部1の回転軸1aが回転し、人力
角θが動いた場合でも、アナログ位置信号7の出力値は
“0″のままであり、このような微少な回転軸1aの回
転に伴う入力角θの変化については検出を行うことが不
可能であった。
れるアナログ位置信号7のディジタル値“0″の範囲内
において、エンコーダ部1の回転軸1aが回転し、人力
角θが動いた場合でも、アナログ位置信号7の出力値は
“0″のままであり、このような微少な回転軸1aの回
転に伴う入力角θの変化については検出を行うことが不
可能であった。
又、入力角θは連続的に変化するにも拘わらず、この入
力角θに応じて検出されるアナログ位置信号7は、第4
図に示すように、階段波状となっており、前述の出力値
“0”の部分においては完全な不感帯となっているため
、微少な入力角でも検出できる高感度性つ高精度形の位
置検出装置を得ることは不可能であった。
力角θに応じて検出されるアナログ位置信号7は、第4
図に示すように、階段波状となっており、前述の出力値
“0”の部分においては完全な不感帯となっているため
、微少な入力角でも検出できる高感度性つ高精度形の位
置検出装置を得ることは不可能であった。
又、アナログ位W ffi号7は、完全な階段状となっ
ているため、ディジタル値mO”の範囲内に限らず、全
ての範囲内、すなわち、プラス方向及びマイナス方向に
おいて不感帯領域が発生し、感度及び精度を低いものと
していた。
ているため、ディジタル値mO”の範囲内に限らず、全
ての範囲内、すなわち、プラス方向及びマイナス方向に
おいて不感帯領域が発生し、感度及び精度を低いものと
していた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、エンコーダ部から得られた二相インクリ
メンタル位置検出信号に基づいて形成された階段波状ア
ナログ信号からなる7ブソリユ一シ信号の不感帯を除去
するようにした精密位置検出装置を提供することを目的
とする。
もので、特に、エンコーダ部から得られた二相インクリ
メンタル位置検出信号に基づいて形成された階段波状ア
ナログ信号からなる7ブソリユ一シ信号の不感帯を除去
するようにした精密位置検出装置を提供することを目的
とする。
40課題を解決するための手段
本発明による精密位置検出装置は、SIN波とCOS波
の二相インクリメンタル位置検出信号を出力するエンコ
ーダと、前記二相インクリメンタル位置検出信号を矩形
波信号に波形整形するための一対のコンパレータと、前
記矩形波信号をアップダウンの方向性パルスに変換する
アップダウンパルス信号変換回路と、前記方向性パルス
を受けて7プソリユ一トデイジタル信号を出力するため
の7ツプダウンカウンタと、前記アプソリエートデイノ
タル信号を階段波状のアナログ位置信号に変換するため
のD/A変換器と、前記矩形波信号及び前記7プソリユ
一トデイシタル信号を入力し、前記SIN波及びSIN
波を前記アナログ位置信号に加え合わせるためのアナロ
グスイッチコントロール回路とを備え、前記COS波に
対応する矩形波信号の立上り及び立下りの両エツジに同
期して得られた前記アナログ位置信号に前記SIN波及
びSIN波を加え合わせるようにした構成である。
の二相インクリメンタル位置検出信号を出力するエンコ
ーダと、前記二相インクリメンタル位置検出信号を矩形
波信号に波形整形するための一対のコンパレータと、前
記矩形波信号をアップダウンの方向性パルスに変換する
アップダウンパルス信号変換回路と、前記方向性パルス
を受けて7プソリユ一トデイジタル信号を出力するため
の7ツプダウンカウンタと、前記アプソリエートデイノ
タル信号を階段波状のアナログ位置信号に変換するため
のD/A変換器と、前記矩形波信号及び前記7プソリユ
一トデイシタル信号を入力し、前記SIN波及びSIN
波を前記アナログ位置信号に加え合わせるためのアナロ
グスイッチコントロール回路とを備え、前記COS波に
対応する矩形波信号の立上り及び立下りの両エツジに同
期して得られた前記アナログ位置信号に前記SIN波及
びSIN波を加え合わせるようにした構成である。
01作用
本発明による精密位置検出装置においては、前記アナロ
グ位置信号にSIN波及びSIN波を加え合わせること
により、ディジタル値″0”内のあいまいさ、すなわち
、不感情を完全に取り去り、且つ、“0″値以外のディ
ジタル値においても検出精度(リニアリティ)を向上す
ることができる。
グ位置信号にSIN波及びSIN波を加え合わせること
により、ディジタル値″0”内のあいまいさ、すなわち
、不感情を完全に取り去り、且つ、“0″値以外のディ
ジタル値においても検出精度(リニアリティ)を向上す
ることができる。
又、7プソリユ一トデイノタル信号は、COS波に対応
する矩形波46号の立上り及びq下りの両エツジに同期
して得られでいるため二逓倍のディノタルイバ号を得る
ことができ、より一層リニアリティを向上させることが
できる。
する矩形波46号の立上り及びq下りの両エツジに同期
して得られでいるため二逓倍のディノタルイバ号を得る
ことができ、より一層リニアリティを向上させることが
できる。
f、実施例
以下、図面と共に本発明による精密位置検出装置の好適
な実施例について詳細に説明する。
な実施例について詳細に説明する。
尚、従来例と同−又は同等部分には同−符号を用いで説
明する。
明する。
第1図及び第2図は本発明による精密位置検出装置を示
すだめのもので、図において符号1で示されるものは、
ロータリーエンコーダであり、このロータリーエンコー
ダ1の回璧紬1aをθ方向に回忙させると、互いに位相
が90度異なるSIN波とCOS波の二相インクリメン
タル位置検出信号2a及び2bが接続m3を介して一対
のフンパレータA1及びA2に人力され、これらのフン
パレータA1及びA2においては、これらの二相インク
リメンタル位置検出信″;′i2B及び2bに対応した
一対の矩形波信号A及びB(第2図に示す)よりなる二
相インクリメンタル位置検出48号2に波形整形される
。
すだめのもので、図において符号1で示されるものは、
ロータリーエンコーダであり、このロータリーエンコー
ダ1の回璧紬1aをθ方向に回忙させると、互いに位相
が90度異なるSIN波とCOS波の二相インクリメン
タル位置検出信号2a及び2bが接続m3を介して一対
のフンパレータA1及びA2に人力され、これらのフン
パレータA1及びA2においては、これらの二相インク
リメンタル位置検出信″;′i2B及び2bに対応した
一対の矩形波信号A及びB(第2図に示す)よりなる二
相インクリメンタル位置検出48号2に波形整形される
。
これらの二相インクリメンタル位置検出信号2(矩形波
信号へ及びBよりなる)は、77プダウンパルス信号変
換回路8を介してアップダウンの方向性パルスに変換し
た後、アップダウンカウンタ4に入力され、アブソリュ
ートディジタル信号5に変換される。
信号へ及びBよりなる)は、77プダウンパルス信号変
換回路8を介してアップダウンの方向性パルスに変換し
た後、アップダウンカウンタ4に入力され、アブソリュ
ートディジタル信号5に変換される。
このアブソリュートディジタル信号5は、D/A変換器
6を介して階段状のアナログ位置信号7として出力され
、オペアンプ9に入力されている。
6を介して階段状のアナログ位置信号7として出力され
、オペアンプ9に入力されている。
前記二相インクリメンタル位置検出(K号2 (矩形波
A及びB)は、アナログスイッチコントロール回路10
に入力されており、二相インクリメンタル位置検出信号
2 (矩形波A及びB)でアナログスイッチコントロー
ル回路10の切換同期を得ている。さらに、このアナロ
グスイッチコントロール回路10の制御信号10a及び
10hは、第1スイツチSWI、第2スイツチSW2の
切換を制御するために入力されており、第1スイツチ鍾
1の入力端は+’+rf記ロータソロ−タリーエンコー
グ11出力線11に接続され、SIN波2aが人力され
ている。
A及びB)は、アナログスイッチコントロール回路10
に入力されており、二相インクリメンタル位置検出信号
2 (矩形波A及びB)でアナログスイッチコントロー
ル回路10の切換同期を得ている。さらに、このアナロ
グスイッチコントロール回路10の制御信号10a及び
10hは、第1スイツチSWI、第2スイツチSW2の
切換を制御するために入力されており、第1スイツチ鍾
1の入力端は+’+rf記ロータソロ−タリーエンコー
グ11出力線11に接続され、SIN波2aが人力され
ている。
さらに、第2スイツチSW2の入力端には、反転増幅器
13によってSIN波を反転したSIN波の出力線12
が入力され、これらの各スイッチS厨1〜SN2の出力
端は、前記オペアンプ9に接続されている。
13によってSIN波を反転したSIN波の出力線12
が入力され、これらの各スイッチS厨1〜SN2の出力
端は、前記オペアンプ9に接続されている。
本発明による精密位置検出装置は、前述したように構成
されており、以下に、その動作につい一〇説明する。
されており、以下に、その動作につい一〇説明する。
まずロータリーエンコーダ1から得られた二相のインク
リメンタル位置検出信号2a及V2bは、一対のコンパ
レータA1及びA2により第2図のA及びBで示す矩形
波信号に波形整形される。
リメンタル位置検出信号2a及V2bは、一対のコンパ
レータA1及びA2により第2図のA及びBで示す矩形
波信号に波形整形される。
これらの各矩形波信号A及びBは、従来の二相インクリ
メンタルパルス信号と同じであり、77プグウンパルス
信号変換回路8にてカウント方向が決められた後、アッ
プダウンカウンタ41こおいて7ブソリユ一トデイジタ
ル信号5に変換される。
メンタルパルス信号と同じであり、77プグウンパルス
信号変換回路8にてカウント方向が決められた後、アッ
プダウンカウンタ41こおいて7ブソリユ一トデイジタ
ル信号5に変換される。
又、この7ブソリユ一トデイノタル信号5に基づいてD
/A変換器6でD/A変換された後に得られる前記アナ
ログ位(22信号7は、前記COS波のインクリメンタ
ル位置検出信号2bによる矩形波4a号Bの立上り及び
立下り (第2図に示す)の両エツジ(矢印にて示す)
のタイミングによりアップダウンカウンタ4でカウント
し、その値をD/A変換器6にて変換することによりニ
逓倍の階段状のアナログ位置信号7として出力され、オ
ペアンプ9に入力されている。
/A変換器6でD/A変換された後に得られる前記アナ
ログ位(22信号7は、前記COS波のインクリメンタ
ル位置検出信号2bによる矩形波4a号Bの立上り及び
立下り (第2図に示す)の両エツジ(矢印にて示す)
のタイミングによりアップダウンカウンタ4でカウント
し、その値をD/A変換器6にて変換することによりニ
逓倍の階段状のアナログ位置信号7として出力され、オ
ペアンプ9に入力されている。
又、同時に、各コンパレータA1及びA2がらの矩形波
信号A及びBにより、各アナログスイッチ5II11〜
5II2が次々と切換えられ、第2図における各ディジ
タル値の各a区間では、アナログスイッチS−1がオン
となりD/A変換器6のアナログ位1Fffi(8号7
に対してSINの波形がオペアンプ9によって加えられ
、又、第2図における各ディジタル値の各す区間では、
アナログスイッチ鋪2がオンとなりD/A変換器6のア
ナログ位置信号7に対してSINの波形がオペアンプ9
によって加えられる。
信号A及びBにより、各アナログスイッチ5II11〜
5II2が次々と切換えられ、第2図における各ディジ
タル値の各a区間では、アナログスイッチS−1がオン
となりD/A変換器6のアナログ位1Fffi(8号7
に対してSINの波形がオペアンプ9によって加えられ
、又、第2図における各ディジタル値の各す区間では、
アナログスイッチ鋪2がオンとなりD/A変換器6のア
ナログ位置信号7に対してSINの波形がオペアンプ9
によって加えられる。
以上により、前記オペアンプ9の出力波形は第2図の精
密位置検出出力9aのように、従来の階段状波形と異な
り、連続的に変化した出力波形となる。
密位置検出出力9aのように、従来の階段状波形と異な
り、連続的に変化した出力波形となる。
尚、本実施例では、ロータリーエンコーダについて述べ
たが、リニアエンコーダ等についても同様の作用効果を
得ることができることは述べるまでもないことである。
たが、リニアエンコーダ等についても同様の作用効果を
得ることができることは述べるまでもないことである。
g0発明の効果
本発明による精密位置検出装置は、以上のように構成さ
れているため、次のような効果を得ることができる。
れているため、次のような効果を得ることができる。
(1)エンコーダからのSIN波と丁1波を階段状のア
ナログ位置信号に加えることにより、ディジタル値″0
”内におけるあいまいさ、すなわち、不惑帯を完全に取
り去ることができる。
ナログ位置信号に加えることにより、ディジタル値″0
”内におけるあいまいさ、すなわち、不惑帯を完全に取
り去ることができる。
(2)又、階段状のアナログ位置信号は、CO3波によ
るインクリメンタル位置検出信号の立上り及び立下りを
用いて得られた二逓倍の信号を用いているため、より細
かい階段状信号となっており、リニアリティの向上した
高精度のアナログ位置検出(H号を得ることができる。
るインクリメンタル位置検出信号の立上り及び立下りを
用いて得られた二逓倍の信号を用いているため、より細
かい階段状信号となっており、リニアリティの向上した
高精度のアナログ位置検出(H号を得ることができる。
ff51図及び第2図は本発明による精密位置検出装置
を示すためのもので、第1図は全体構成を示す概略ブロ
ック図、第2図は波形図、第3図及び第4図は従来の精
密位置検出装置を示すもので、113図は概略ブロック
図、第4図はアナログ位置信号の波形図である。 1はロータリーエンコーダ、2a及び2bは二相インク
リメンタル位置検出信号、A1及びA2はコンパレータ
、A及びBは矩形波信号、6はD/A変換器、7はアナ
ログ位置信号、8はアップダウンパルスH号変換回路、
10はアナログスイッチコントロール回路である。 特許出願人 多摩川精磯株式会社 代 理 人 曽 我 道 照錦 1図 第2図 (1)はロータリーエンコーダ (2a、2b)は二相インクリメンタル位置検出信号(
6)はD/A変換器 (7)Iよアナログ位置信号 (8)はアップダウンパルス信号変狽回路(10)t、
iアナログスイッチコントロール回路(A、B)は矩形
波信号 (AI、A2)はコンパレータ (12)はSIN波の反転(gJ放)信号(+3)lよ
反転増小器
を示すためのもので、第1図は全体構成を示す概略ブロ
ック図、第2図は波形図、第3図及び第4図は従来の精
密位置検出装置を示すもので、113図は概略ブロック
図、第4図はアナログ位置信号の波形図である。 1はロータリーエンコーダ、2a及び2bは二相インク
リメンタル位置検出信号、A1及びA2はコンパレータ
、A及びBは矩形波信号、6はD/A変換器、7はアナ
ログ位置信号、8はアップダウンパルスH号変換回路、
10はアナログスイッチコントロール回路である。 特許出願人 多摩川精磯株式会社 代 理 人 曽 我 道 照錦 1図 第2図 (1)はロータリーエンコーダ (2a、2b)は二相インクリメンタル位置検出信号(
6)はD/A変換器 (7)Iよアナログ位置信号 (8)はアップダウンパルス信号変狽回路(10)t、
iアナログスイッチコントロール回路(A、B)は矩形
波信号 (AI、A2)はコンパレータ (12)はSIN波の反転(gJ放)信号(+3)lよ
反転増小器
Claims (1)
- SIN波とCOS波のに二相インクリメンタル位置検出
信号(2a、2b)を出力するエンコーダ(1)と、前
期二相インクリメンタル位置検出信号(2a、2b)を
矩形波信号(A、B)に波形整形するための一対のコン
パレータ(A1、A2)と、前記SIN波(2a)の反
転波形(12)を得る反転増幅器(13)と、前記矩形
波信号(A、B)をアップダウンの方向性パルスに変換
するアップダウンパルス信号変換回路(8)と、前記方
向性パルスを受けてアブソリュートディジタル信号(5
)を出力するためのアップダウンカウンタ(4)と、前
記アブソリュートディジタル信号(5)を段階波状のア
ナログ位置信号(7)に変換するためのD/A変換器(
6)と、前記矩形波信号(A、B)及び前記アブソリュ
ートディジタル信号(5)を入力し、前記SIN波(2
a)及び@SIN@波(12)を前記アナログ位置信号
(7)に加え合わせるためのアナログスイッチコントロ
ール回路(10)とを備え、前記COS波(2b)に対
応する矩形波信号(B)の立上り及び立下りの両エッジ
に同期して得られた前記アナログ位置信号(7)に前記
SIN波及び@SIN@波を加え合わせることにより、
精密アナログ位置検出信号(9a)を得るようにしたこ
とを特徴とする精密位置検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63302180A JPH02150717A (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 精密位置検出装置 |
US07/332,528 US4951300A (en) | 1988-12-01 | 1989-03-31 | Precision position detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63302180A JPH02150717A (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 精密位置検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02150717A true JPH02150717A (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=17905895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63302180A Pending JPH02150717A (ja) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | 精密位置検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4951300A (ja) |
JP (1) | JPH02150717A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990004754A1 (en) * | 1988-10-20 | 1990-05-03 | Kayaba Kogyo Kabushiki Kaisha | System for processing position signals |
DE3926617A1 (de) * | 1989-08-11 | 1991-02-14 | Philips Patentverwaltung | Adaptive drehzahlmessvorrichtung |
KR930003458B1 (ko) * | 1990-10-12 | 1993-04-29 | 삼성전자 주식회사 | 로보트의 절대위치 제어를 위한 카운터회로 |
JP2720642B2 (ja) * | 1991-07-30 | 1998-03-04 | 三菱電機株式会社 | 多回転絶対値エンコーダ |
US5463393A (en) * | 1991-12-05 | 1995-10-31 | Acutronic Ag | Method and apparatus for correcting errors in an amplitude encoded signal |
US5317614A (en) * | 1992-08-26 | 1994-05-31 | Silicon Systems, Inc. | Programmable electronic angular position indicator based upon engineering units |
US5625353A (en) * | 1992-12-29 | 1997-04-29 | Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho | Device for transmitting signals from position detector and method of such signal transmission |
DE69406973T2 (de) * | 1993-04-15 | 1998-07-02 | Denso Corp | Ausgangssignalverarbeitungseinheit für einen Sensor |
US6745804B2 (en) * | 2001-07-11 | 2004-06-08 | Black & Decker Inc. | Portable work bench |
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