JPH03188320A - Magnetic encoder - Google Patents

Magnetic encoder

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JPH03188320A
JPH03188320A JP25324789A JP25324789A JPH03188320A JP H03188320 A JPH03188320 A JP H03188320A JP 25324789 A JP25324789 A JP 25324789A JP 25324789 A JP25324789 A JP 25324789A JP H03188320 A JPH03188320 A JP H03188320A
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JP
Japan
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teeth
movable
tooth
fixed
coil
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Pending
Application number
JP25324789A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Nashiki
政行 梨木
Koichi Hayashi
康一 林
Motosumi Yura
元澄 由良
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Okuma Corp
Original Assignee
Okuma Machinery Works Ltd
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Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance detection accuracy by winding an exciting coil around the fixed gear provided in opposed relation to a movable gear composed of a magnetic body and detecting the current flowing through the exciting coil to detect the movement of the movable gear. CONSTITUTION:A movable gear 40 composed of a magnetic body is provided on a rotary shaft and a large number of teeth 40a are formed on the outer periphery thereof at an equal pitch. A fixed gear 42 is provided in close vicinity to the movable gear 40 and a plurality of teeth 42a are formed on the gear 42 in opposed relation to the teeth 40a at the pitch equal to that of the teeth 40a. An exciting coil 44 is wound around the yoke part 42b of the fixed gear 42 and predetermined voltage is applied to the exciting coil 44 from an exciting circuit 46. When the movable gear moves, the change of the current flowing through the exciting coil 44 is detected by a current detection circuit 50 and, therefore, an angle of rotation can be known.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は磁気エンコーダ、特に可動体と非接触に可動体
の移動位置を電気的に検出することのできる改良された
磁気エンコーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a magnetic encoder, and particularly to an improved magnetic encoder that can electrically detect the moving position of a movable body without contacting the movable body.

[従来の技術] 回転あるいは直線移動する可動体の現位置を正確に検出
することが各種の産業分野において必要であり、特にフ
ィードバック制御あるいは同期制御される機器の位置検
出器として必須である。
[Prior Art] Accurately detecting the current position of a rotating or linearly moving movable body is necessary in various industrial fields, and is particularly essential as a position detector for equipment that is subject to feedback control or synchronous control.

このようなエンコーダは、例えば工作機械の主軸回転位
相、送りテーブルの位置検出等に用いられ、あるいは座
標測定機のプローブ位置検出器としても用いられる。
Such an encoder is used, for example, to detect the spindle rotational phase of a machine tool, the position of a feed table, or as a probe position detector of a coordinate measuring machine.

第8図には従来の光電エンコーダが示されておリ、例え
ば回転軸10の回転位置を検出するために、前記回転軸
10にはその側面に複数の光透過あるいは光遮蔽スリッ
ト12が設けられた円板14が固定されており、このス
リット12が回転軸10と共に移動するときに、円板1
4の近傍に設けられた光電素子により電気的にスリット
の移動が検出される。
FIG. 8 shows a conventional photoelectric encoder. For example, in order to detect the rotational position of a rotating shaft 10, the rotating shaft 10 is provided with a plurality of light transmitting or light shielding slits 12 on its side surface. A circular plate 14 is fixed, and when this slit 12 moves together with the rotating shaft 10, the circular plate 14 is fixed.
The movement of the slit is electrically detected by a photoelectric element provided near 4.

図示した従来装置において、円板14と並列してインデ
ックス円板16が設けられており、このインデックス円
板16には90度位相の異なるインデックススリット1
6a、16bが設けられ、これら円板14及びインデッ
クス円板16を挟んで対置された発光素子18a、18
bそして受光素子20a、20bにより90度位相の異
なる電気信号をスリット12の移動と共に検出すること
ができる。
In the illustrated conventional device, an index disk 16 is provided in parallel with the disk 14, and the index disk 16 has index slits 1 having a phase difference of 90 degrees.
6a and 16b are provided, and light emitting elements 18a and 18 are placed opposite to each other with the disk 14 and index disk 16 in between.
b. Electric signals having a phase difference of 90 degrees can be detected by the light receiving elements 20a and 20b as the slit 12 moves.

また、図示した従来装置においては、円板14の1回転
を検出するために、円板14及びインデックス円板16
にはそれぞれサブスリット22゜24が設けられ、発光
素子26及び受光素子28と協動して円板14の一回転
が検出される。
In addition, in the illustrated conventional device, in order to detect one rotation of the disk 14, the disk 14 and the index disk 16 are
Sub-slits 22 and 24 are respectively provided in the sub-slits 22 and 24, and one rotation of the disk 14 is detected in cooperation with the light-emitting element 26 and the light-receiving element 28.

また、第9図には従来の他のエンコーダとして磁気エン
コーダが示されており、図示していない回転軸に歯車3
0が固定されており、この歯車30の近傍に、90度異
なる位相で磁気抵抗素子32a、32bが設けられ、画
素子32a、32bからプリアンプ34a、34bを介
して回転軸の移動信号が検出される。
FIG. 9 also shows a magnetic encoder as another conventional encoder, in which a gear 3 is attached to a rotating shaft (not shown).
0 is fixed, and magnetoresistive elements 32a and 32b are provided near this gear 30 with phases different by 90 degrees, and movement signals of the rotation axis are detected from the pixel elements 32a and 32b via preamplifiers 34a and 34b. Ru.

この磁気エンコーダにおいては、前記歯車30は磁性体
から形成され、前記各磁気抵抗素子32a、32bの基
台に設けられたマグネット36によって磁気抵抗素子3
2 a、  32 bにはバイアス磁束が供給され、前
記磁性体からなる歯車30の移動時に生じる磁束変化に
より磁気抵抗素子32a、32bが回転軸の移動を電気
信号に変換して検出する。
In this magnetic encoder, the gear 30 is made of a magnetic material, and the magnet 36 provided on the base of each of the magnetoresistive elements 32a, 32b causes the magnetoresistive element 3 to
Bias magnetic flux is supplied to 2a and 32b, and the magnetoresistive elements 32a and 32b convert the movement of the rotating shaft into an electric signal and detect it by the change in magnetic flux that occurs when the gear 30 made of the magnetic material moves.

[発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、前述した光電エンコーダにおいては、光
透過あるいは光遮蔽スリット12.22を形成するため
に円板14は通常の場合ガラス等の光透過特性に優れた
材料が用いられ、この結果、外部から与えられる振動あ
るいは衝撃に対して十分な耐久性を保つことができない
という課題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the photoelectric encoder described above, the disk 14 is usually made of a material with excellent light transmission characteristics such as glass in order to form the light transmission or light shielding slits 12,22. As a result, there was a problem in that sufficient durability could not be maintained against external vibrations or shocks.

また、磁気エンコーダにおいては、磁気抵抗素子32a
、32bに磁気バイアスを与えるためのマグネット36
が不可欠であり、この結果、工作機械等のように鉄粉、
切り粉の多い作業環境では大きな測定誤差が生じてしま
うという問題があった。
In addition, in the magnetic encoder, the magnetic resistance element 32a
, 32b, a magnet 36 for applying a magnetic bias to
As a result, iron powder, such as machine tools, etc.
There was a problem in that a large measurement error occurred in a work environment with a lot of chips.

また、前述した各従来装置は、いずれも光電素子あるい
は磁気抵抗素子等が温度による影響を受易く、高精度の
測定が行いにくいという課題があった。本発明は上記従
来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、耐環
境性に優れ信頼性が高く測定精度の高い磁気エンコーダ
を提供することにある。
Furthermore, each of the conventional devices described above has a problem in that the photoelectric element or the magnetoresistive element is easily affected by temperature, making it difficult to perform highly accurate measurements. The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a magnetic encoder with excellent environmental resistance, high reliability, and high measurement accuracy.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明は、従来の発受光素
子あるいは磁気抵抗素子等の半導体素子を用いることな
く、回転軸あるいは直線移動体等の可動体に連結され、
その外周に等ピッチの複数歯を有する磁性材可動歯と近
接して磁性体固定歯を設け、この固定歯には前記可動歯
と対向する面に複数歯が形成され、前記可動歯と固定歯
との相対移動を検出する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a method for moving a movable body such as a rotating shaft or a linear moving body without using a conventional semiconductor element such as a light emitting/receiving element or a magnetoresistive element. connected,
A magnetic fixed tooth is provided adjacent to a magnetic movable tooth having a plurality of teeth at an equal pitch on its outer periphery. Detect relative movement with.

前記相対移動検出のために、前記固定歯には励磁回路か
ら電圧が印加される励磁コイルが捲回され、また前記コ
イルに流れる電流が電流検出回路により検出されている
To detect the relative movement, an excitation coil to which a voltage is applied from an excitation circuit is wound around the fixed teeth, and a current flowing through the coil is detected by a current detection circuit.

従って、本発明によれば、エンコーダの周囲環境に左右
され難い励磁手段と磁性体からなる固定歯及び可動歯の
組合せによって精度の高い位置検出が可能となる。
Therefore, according to the present invention, highly accurate position detection is possible by combining the excitation means, which is not easily influenced by the surrounding environment of the encoder, and the fixed teeth and movable teeth made of magnetic material.

また、本発明によれば、前記励磁手段及び電流検出回路
が設けられた励磁コイルを複数組固定配置し、これらの
励磁コイルの固定歯を可動歯に対して異なる位相差で配
設し、これによって位相の異なる、例えば90度位相の
異なる検出信号を得ることも可能である。
Further, according to the present invention, a plurality of excitation coils provided with the excitation means and the current detection circuit are fixedly arranged, and the fixed teeth of these excitation coils are arranged with different phase differences with respect to the movable teeth. It is also possible to obtain detection signals having different phases, for example, 90 degrees different phases.

[作用〕 従って、本発明によれば、前記固定歯に捲回された励磁
コイルには通常の場合交流信号あるいはパルス信号が印
加され、このとき、固定歯と可動歯との相対位置により
変化する相互インダクタンスの変化に応じてコイル電流
が変化し、電流検出回路がこのコイル電流変化を検出す
ることによって可動体の位置あるいは位相を検出するこ
とが可能となる。
[Function] Therefore, according to the present invention, an alternating current signal or a pulse signal is normally applied to the excitation coil wound around the fixed tooth, and at this time, the signal changes depending on the relative position of the fixed tooth and the movable tooth. The coil current changes in accordance with the change in mutual inductance, and the current detection circuit detects this change in the coil current, thereby making it possible to detect the position or phase of the movable body.

また、本発明によれば、位相の異なる複数の例えばsi
n波信号及びcos波信号を求め、これらを周知の分割
回路によって分割することにより固定歯及び可動歯ピッ
チより十分に細かい分解能で位置検出を行うことが可能
となる。
Further, according to the present invention, a plurality of, for example, si
By obtaining an n-wave signal and a cosine-wave signal and dividing them using a well-known dividing circuit, it becomes possible to perform position detection with a sufficiently finer resolution than the fixed tooth and movable tooth pitches.

[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図には本発明の係る磁気エンコーダが回転エンコー
ダとして構成された好適な実施例が示され、図示してい
ない回転軸には可動歯40が連結されており、この可動
歯4θは通常、鉄などの磁性体から形成されている。
FIG. 1 shows a preferred embodiment in which the magnetic encoder according to the present invention is configured as a rotary encoder, and a movable tooth 40 is connected to a rotating shaft (not shown), and this movable tooth 4θ usually It is made of magnetic material such as iron.

そして、この可動歯40の外周には等ピッチで複数歯4
0aが形成されており、実施例においてこの歯40aは
凹凸面から成る。
A plurality of teeth 4 are arranged at equal pitches on the outer periphery of the movable teeth 40.
0a is formed, and in the embodiment, this tooth 40a consists of an uneven surface.

一方、前記可動歯40と近接して固定歯42が固定配置
されており、前記可動歯40の歯面40aと対向する面
には複数の歯42aが形成されている。
On the other hand, a fixed tooth 42 is fixedly arranged adjacent to the movable tooth 40, and a plurality of teeth 42a are formed on a surface of the movable tooth 40 that faces the tooth surface 40a.

実施例において、固定歯42は透磁率が高くフェライト
のような高周波磁界に対して鉄損の少ない磁性体から形
成される。
In the embodiment, the fixed teeth 42 are made of a magnetic material with high magnetic permeability and low core loss against high frequency magnetic fields, such as ferrite.

また、この固定歯42は実施例においてU字状のヨーク
部42bを形成しており、その両端には前記歯42aが
それぞれ2個前記可動歯40の複数歯40aと等ピッチ
で、かつ等しい位相で形成されている。
In addition, the fixed teeth 42 form a U-shaped yoke portion 42b in the embodiment, and two teeth 42a are provided at each end of the fixed teeth 42 at the same pitch and with the same phase as the plurality of teeth 40a of the movable teeth 40. It is formed of.

従って、可動歯40と固定歯42とはその相対位置の変
化により、磁気的な結合、すなわち可動歯40と固定歯
42の間の磁気抵抗が大きく変化することが理解される
Therefore, it is understood that the magnetic coupling, that is, the magnetic resistance between the movable teeth 40 and the fixed teeth 42, changes significantly as the relative positions of the movable teeth 40 and the fixed teeth 42 change.

本実施例において、前記固定歯42のヨーク部42bに
は励磁コイル44が捲回されており、この励磁コイル4
4には交流電源等の励磁回路46から所定電圧が印加さ
れている。
In this embodiment, an excitation coil 44 is wound around the yoke portion 42b of the fixed tooth 42.
A predetermined voltage is applied to 4 from an excitation circuit 46 such as an AC power source.

実施例において、この励磁回路は例えば500kHz程
度の高周波交流電圧源からなり、前記コイル44を高周
波励磁することができる。
In the embodiment, this excitation circuit is comprised of a high frequency AC voltage source of, for example, about 500 kHz, and can excite the coil 44 at high frequency.

更に、前記励磁コイル44に流れる電流がカレントトラ
ンス48を含む電流検出回路50によって検出される。
Further, the current flowing through the excitation coil 44 is detected by a current detection circuit 50 including a current transformer 48.

従って、第1図から明らかなように、電流検出回路50
にて検出される励磁コイル44の検出電流iは印加電圧
Vより遅れ電流となり、このときの遅れ位相は主として
励磁コイル44のインダクタンスにより左右される。
Therefore, as is clear from FIG.
The detected current i of the exciting coil 44 detected at is a current that lags behind the applied voltage V, and the delayed phase at this time is mainly influenced by the inductance of the exciting coil 44.

そして、前述した如く、可動歯40が回転すると、前記
可動歯40の歯40aと固定歯42の歯42aとの相対
位置が変化し、両者間の磁気抵抗の変化により、前記位
相差に応じて検出電流iの遅れ位相が変化することが理
解される。
As described above, when the movable tooth 40 rotates, the relative position between the tooth 40a of the movable tooth 40 and the tooth 42a of the fixed tooth 42 changes, and due to the change in magnetic resistance between the two, the relative position changes according to the phase difference. It is understood that the delay phase of the detection current i changes.

従って、本発明によれば、印加電圧Vに対する検出電流
iの位相差または検出電流iの振幅変化を得ることによ
って固定歯42に対する可動歯40の位置を電気的に検
出することが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to electrically detect the position of the movable tooth 40 with respect to the fixed tooth 42 by obtaining the phase difference of the detection current i or the amplitude change of the detection current i with respect to the applied voltage V.

以下に、第1図に示した実施例の検出作用を第2.3図
に基づいて説明する。
Below, the detection operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained based on FIG. 2.3.

第2A図は可動歯40の歯40aが固定歯42の歯42
aと最も密接した位置を示し、このときコイル44に印
加される電圧Vとコイルの電流iとの関係は以下の如(
示される。
In FIG. 2A, the tooth 40a of the movable tooth 40 is connected to the tooth 40a of the fixed tooth 42.
The relationship between the voltage V applied to the coil 44 and the coil current i at this time is as follows (
shown.

v=V cosωt           −(1)但
し、 ここで、 ILcosωt IrS1nωt である。
v=V cosωt −(1) where: ILcosωt IrS1nωt.

・・・  (3) 1 φ−tan  (IL / I r )ωは可動体40
の角周波数、 は高周波励磁されたときの鉄損電流、 は高周波交流電圧Vによる励磁電流 従って、第2B図に示されるようにこのときの励磁電圧
Vとコイル電流iとは位相φ1だけ電流iが遅れた特性
となり、またその振幅値もIt、とIrとによって定め
られる。
... (3) 1 φ-tan (IL / I r ) ω is the movable body 40
, the angular frequency of has a delayed characteristic, and its amplitude value is also determined by It and Ir.

そして、前記It、とIrとは可動歯40と固定歯42
との相対位置関係によって変化することが理解される。
The It and Ir are the movable tooth 40 and the fixed tooth 42.
It is understood that this changes depending on the relative positional relationship with the

第3A図には可動歯40と固定歯42との対向歯面が最
も離れた状態を示し、このとき、可動歯40の歯面40
aと固定歯42の歯面42aとの間には第2A図の状態
より十分に大きな磁気抵抗が存在し、この結果、可動歯
40側に導かれる磁束が減少するので、It、が減少す
ることが理解される。
FIG. 3A shows a state in which the opposing tooth surfaces of the movable tooth 40 and the fixed tooth 42 are furthest apart, and at this time, the tooth surfaces 40 of the movable tooth 40
A sufficiently larger magnetic resistance exists between the tooth surface 42a of the fixed tooth 42 than the state shown in FIG. 2A, and as a result, the magnetic flux guided to the movable tooth 40 side decreases, so that That is understood.

また、このとき、励磁コイル44のインダクタンスが減
少するので、Irは増大することが理解される。
Furthermore, it is understood that at this time, since the inductance of the excitation coil 44 decreases, Ir increases.

この結果、電流iの振幅は第3A図の状態では減少し、
一方、遅れ位相φ2は、第2A図の位相φ1より増大す
ることが理解される。
As a result, the amplitude of current i decreases in the state of FIG. 3A,
On the other hand, it is understood that the delayed phase φ2 is greater than the phase φ1 in FIG. 2A.

第3B図はこの状態を示し、第2B図と比較することに
よって、可動歯40の回転により検出電流五の振幅また
は位相変化として可動歯40と固定歯42との相対位置
が検出される。
FIG. 3B shows this state, and by comparing it with FIG. 2B, the relative position between the movable tooth 40 and the fixed tooth 42 is detected as a change in the amplitude or phase of the detection current 5 due to the rotation of the movable tooth 40.

以上のようにして、本発明によれば、可動歯40と固定
歯42との相対移動を励磁コイル44の検出電流iによ
って測定することが可能となり、この検出は、前述した
ように、電流iの遅れ位相φまたは電流iの振幅変化に
よって求めることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to measure the relative movement between the movable tooth 40 and the fixed tooth 42 using the detection current i of the exciting coil 44, and this detection is carried out by the current i as described above. It can be determined by the delayed phase φ or the amplitude change of the current i.

第4図には本発明に係る磁気エンコーダの第2実施例が
示されており、この実施例においては、固定歯が可動歯
に対して4個それぞれ異なる位相で設けられていること
を特徴とする。
FIG. 4 shows a second embodiment of the magnetic encoder according to the present invention, and this embodiment is characterized in that four fixed teeth are provided at different phases with respect to the movable teeth. do.

第2実施例における固定歯142−1〜142−4はそ
れぞれその構成が第1図に示した単一の固定歯42と同
様の構成であり、図において各固定歯142にはそれぞ
れ励磁コイル144−1〜144−4が捲回されており
、これらに対して励磁回路が所定電圧を印加し、また各
励磁コイル144からはカレントトランスを含む電流検
出回路によりコイル電流が検出されている。
The fixed teeth 142-1 to 142-4 in the second embodiment have the same structure as the single fixed tooth 42 shown in FIG. -1 to 144-4 are wound, to which an excitation circuit applies a predetermined voltage, and a coil current is detected from each excitation coil 144 by a current detection circuit including a current transformer.

第2実施例において、可動体は符号140で示されてい
る。
In the second embodiment, the movable body is designated by the reference numeral 140.

第5図には第2実施例における4個の固定歯142の可
動歯140の歯面140aに対する位相が示されており
、固定歯142−1と対をなす固定歯142−3は互い
に1/2pだけ位相差を有して組を作る。
FIG. 5 shows the phase of the four fixed teeth 142 in the second embodiment with respect to the tooth surface 140a of the movable tooth 140, and the fixed tooth 142-3 that is paired with the fixed tooth 142-1 is 1/1/2 of each other. A pair is created with a phase difference of 2p.

そして、残りの固定歯142−2,142−4は互いに
1/2pの位相差を有して組を作り、前記最初の組に対
して1/4pの位相差を有している。
The remaining fixed teeth 142-2 and 142-4 form a set with a phase difference of 1/2p from each other, and have a phase difference of 1/4p with respect to the first set.

従って、本実施例において、−組の固定歯142−1,
142−3が第1の検出対を形成し、同様にこの検出対
と1/4pだけ離れた検出対を固定歯142−2.14
2−4が組となって受は持つ。
Therefore, in this embodiment, - set of fixed teeth 142-1,
142-3 forms the first detection pair, and a detection pair 1/4p apart from this detection pair is similarly connected to the fixed tooth 142-2.14.
2-4 forms a pair and Uke holds it.

第6図には第2実施例の全体的な検出回路が示されてお
り、各固定歯励磁コイル142−1〜142−4のコイ
ル電流はそれぞれカレントトランス148−1〜148
−4を含む電流検出回路150−1〜150−4によっ
て検出されている。
FIG. 6 shows the overall detection circuit of the second embodiment.
-4 is detected by current detection circuits 150-1 to 150-4.

前記各部となった1/2p位相の異なる出力は互いにオ
ペアンプ152−1,152−2によって差動増幅され
、固定歯140の1pを一周期とする2相交流信号を得
ることができ、前記1/4pの位相差によってそれぞれ
sin出力及びCO5出力が得られる。
The outputs of different 1/2p phases from each part are differentially amplified by operational amplifiers 152-1 and 152-2, and it is possible to obtain a two-phase AC signal whose period is 1p of the fixed tooth 140. A sine output and a CO5 output are obtained by a phase difference of /4p, respectively.

図から明らかなように、前記励磁コイル144には共通
の励磁回路146から、実施例において交流電圧が供給
されている。
As is clear from the figure, the excitation coil 144 is supplied with an alternating current voltage from a common excitation circuit 146 in the embodiment.

第7図には第2実施例における各部の検出電流波形がそ
の一例として示されており、励磁コイル144−1の電
流は第7図(A)にて示され、他の励磁コイルに対して
も同様に異なる位相で電流が検出される。
FIG. 7 shows an example of the detected current waveform of each part in the second embodiment, and the current of the excitation coil 144-1 is shown in FIG. Similarly, currents are detected in different phases.

そして、電流検出回路150−1,150−2の出力は
第7図(B)、  (C)で示され、この差動増幅15
2−1が第7図(D)の出力に現われる。
The outputs of the current detection circuits 150-1 and 150-2 are shown in FIGS. 7(B) and 7(C), and the differential amplifier 15
2-1 appears in the output of FIG. 7(D).

同様にして、オペアンプ152−2の出力は第7図(E
)で示され、図から明らかなように、90度異なる位相
で両出力が得られ、これらの両信号を用いて周知の信号
分割回路によって分解能の高い検出回路を得ることが可
能となる。
Similarly, the output of the operational amplifier 152-2 is
), and as is clear from the figure, both outputs are obtained with a phase difference of 90 degrees, and it is possible to obtain a high-resolution detection circuit using a well-known signal dividing circuit using these two signals.

以上のようにして、本発明によれば、可動体と非接触に
可動体の位置を検出可能であり、前記検出出力を計数す
ることによって移動絶対量が求められ、また必要に応じ
て可動体の移動位相を得ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect the position of the movable body without contacting the movable body, and by counting the detection output, the absolute amount of movement is obtained, and if necessary, the position of the movable body can be detected without contacting the movable body. It becomes possible to obtain a moving phase of .

前述した実施例においては、励磁回路が高周波交!?l
S流を励磁コイルに供給しているが、この励磁回路とし
てはパルス電圧によるパルス励磁出力とすることもでき
、出力電流の瞬時値をデジタル変換して処理することも
可能である。
In the above-mentioned embodiment, the excitation circuit is high-frequency AC! ? l
Although the S current is supplied to the excitation coil, this excitation circuit can also output pulse excitation using a pulse voltage, and it is also possible to digitally convert and process the instantaneous value of the output current.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、可動体の回転量
、回転位相あるいは位置を非接触で磁気的に検出するこ
とができ、この検出は磁性体からなる固定歯と励磁手段
との組合せによって得ることができるので、装置を堅牢
に構成し、また温度変化その他に対しても十分な耐久性
を有する装置を提供可能であり、工作機械その他の作業
環境の劣悪な場合においても故障のない高精度の検出作
用を行うことが可能である。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the amount of rotation, rotational phase, or position of a movable body can be detected magnetically without contact, and this detection can be performed using fixed teeth made of magnetic material. Since this can be obtained by combining with an excitation means, it is possible to provide a device that is robust and has sufficient durability against temperature changes and other factors, and is suitable for use in machine tools and other poor working environments. It is also possible to perform a highly accurate detection operation without any failures.

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

第1図は本発明に係る磁気エンコーダの基本的な第1実
施例を示す説明図、 第2A図は第1実施例における可動歯と固定歯とが近接
した状態の作用説明図、 第2B図は第2A図における励磁電圧と検出電流の波形
図、 第3A図は第1実施例における可動歯が固定歯から最も
離れた状態を示す作用説明図、第3B図は第3A図にお
ける波形説明図、第4図は本発明に係る磁気エンコーダ
の複数の固定歯を持った第2実施例を示す説明図、第5
図は第2実施例における可動歯と固定歯との配置説明図
、 第6図は第2実施例における回路構成図、第7図は第2
実施例における各部波形図、第8.9図は従来における
エンコーダの一例を示す説明図である。 40.140  ・・・ 可動歯 42.142  ・・・ 固定歯 44.144  ・・・ 励磁コイル 46.146  ・・・ 励磁回路
Fig. 1 is an explanatory diagram showing a basic first embodiment of the magnetic encoder according to the present invention, Fig. 2A is an explanatory diagram of the operation in a state where the movable teeth and fixed teeth are close to each other in the first embodiment, Fig. 2B is a waveform diagram of the excitation voltage and detection current in Fig. 2A, Fig. 3A is an explanatory diagram of the action showing the state in which the movable teeth are farthest from the fixed teeth in the first embodiment, and Fig. 3B is a waveform explanatory diagram in Fig. 3A. , FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second embodiment of the magnetic encoder according to the present invention having a plurality of fixed teeth, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of the arrangement of movable teeth and fixed teeth in the second embodiment, FIG. 6 is a circuit configuration diagram in the second embodiment, and FIG.
Waveform diagrams of various parts in the embodiment, FIG. 8.9 are explanatory diagrams showing an example of a conventional encoder. 40.140 ... Movable tooth 42.142 ... Fixed tooth 44.144 ... Excitation coil 46.146 ... Excitation circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】 可動体に連結され、その外周に等ピッチの複数歯を有す
る磁性体からなる可動歯と、 前記可動歯と近接して固定配置され、該可動歯と対向す
る面に複数歯が形成された磁性体からなる固定歯と、 前記固定歯を励磁するコイルと、 前記コイルに所定電圧を印加する励磁回路と、前記コイ
ルに流れる電流を検出する電流検出回路と、を備え、 前記可動体の移動時に生じるコイル電流の変化を検出し
て可動体の位置を検出する磁気エンコーダ。 (2)請求項(1)記載の磁気エンコーダにおいて、 前記可動歯と近接して異なる位相差で複数の固定歯が固
定配置され、 前記各固定歯には、それぞれ励磁コイル、励磁回路及び
電流検出回路が設けられ、 各電流検出回路から位相の異なる複数のコイル電流が検
出されることを特徴とする磁気エンコーダ。
[Scope of Claims] A movable tooth made of a magnetic material connected to a movable body and having a plurality of teeth at an equal pitch on its outer periphery; A fixed tooth made of a magnetic material on which teeth are formed, a coil that excites the fixed tooth, an excitation circuit that applies a predetermined voltage to the coil, and a current detection circuit that detects a current flowing through the coil, A magnetic encoder that detects the position of the movable body by detecting changes in coil current that occur when the movable body moves. (2) In the magnetic encoder according to claim (1), a plurality of fixed teeth are fixedly arranged adjacent to the movable teeth with different phase differences, and each of the fixed teeth includes an excitation coil, an excitation circuit, and a current detection circuit. A magnetic encoder characterized in that a plurality of coil currents having different phases are detected from each current detection circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023529941A (en) * 2020-06-24 2023-07-12 モータス ラブズ エルエルシー Magnetic field detection device, system and method

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JPS62144017A (en) * 1985-12-18 1987-06-27 Shinko Electric Co Ltd Magnetic pole position detector
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