JPH0356405B2 - - Google Patents

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JPH0356405B2
JPH0356405B2 JP14069583A JP14069583A JPH0356405B2 JP H0356405 B2 JPH0356405 B2 JP H0356405B2 JP 14069583 A JP14069583 A JP 14069583A JP 14069583 A JP14069583 A JP 14069583A JP H0356405 B2 JPH0356405 B2 JP H0356405B2
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angle measurement
point
angle
points
rotating body
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セオドライト等の角度測定装置の改
良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in angle measuring devices such as theodolites.

従来、目盛を使用せずに角度を測定する装置と
しては、たとえばU.S.ARMY Engineer
Topographic LaboratoriesのReport ETL−TR
−72−1の中で報告されているものがある。
Conventionally, as a device for measuring angles without using a scale, for example, the USARMY Engineer
Topographic Laboratories Report ETL−TR
There is something reported in -72-1.

この角度測定装置は、等速回転体の周面に設け
られたスリツトが、ある固定された基準点に対し
て1回転するのに要する時間T1と、その基準点
から角度測定点まで回転するのに要する時間T2
を求め、360度×(T2/T1)を演算することによ
つて、角度を求めるものである。
This angle measuring device measures the time T1 required for a slit provided on the circumferential surface of a constant-velocity rotating body to make one rotation with respect to a fixed reference point, and the time T1 required to rotate from that reference point to the angle measurement point. The time required for T2
The angle is determined by calculating 360 degrees x (T2/T1).

上記のような角度測定装置は、目盛盤を必要と
しないので測定が簡単であり、しかもその構成も
簡単であるという特徴を有するものである。
The angle measuring device as described above is characterized in that measurement is easy because it does not require a scale, and its configuration is also simple.

また、同レポートにおいては、等速回転体の回
転中心と、角度測定点の回転中心の偏心による誤
差を補償するために、いわゆる180度対向読みに
ついて言及している。
The report also mentions so-called 180-degree opposing readings to compensate for errors caused by eccentricity between the center of rotation of a constant-velocity rotating body and the center of rotation of an angle measurement point.

同レポートの方法においては、回転体の1回転
における等速回転性能が、その測角精度に大きく
影響する。したがつて、測角精度を高く維持する
ためには、回転体は駆動するモータの等速回転性
能が所定値以下にならないように、相当の注意を
払う必要がある。
In the method described in the same report, the constant rotation performance of the rotating body in one rotation greatly affects the angle measurement accuracy. Therefore, in order to maintain high angle measurement accuracy, considerable care must be taken to ensure that the constant speed rotation performance of the motor driving the rotating body does not fall below a predetermined value.

回転体が1回転する間に1周期の回転むらがあ
つた場合には、180度対向読みを採用すると、そ
の悪影響はキヤンセルされる傾向にある。一方、
同レポートの方式を我々が実験した結果、モータ
または回転制御のための帰還検出系において、回
転体1回転について2周期または3周期以上の回
転むらが存在することが判明した。したがつて、
測角精度においても、これら周期の誤差カーブを
描く結果が生じ、この誤差は180度対向読みを採
用してもキヤンセルされずに残るという問題があ
る。
If there is one period of uneven rotation during one rotation of the rotating body, the negative effect tends to be canceled by adopting 180-degree opposing reading. on the other hand,
As a result of our experiments using the method described in the same report, we found that in the feedback detection system for motor or rotation control, there are rotational irregularities of two or more cycles per rotation of the rotating body. Therefore,
In terms of angle measurement accuracy, there is a problem in that an error curve of these periods is drawn, and this error remains without being canceled even if 180-degree opposing reading is adopted.

本発明は、上記従来の問題点に着目してなされ
たもので、回転体が1回転する間に生じる一ない
し複数周期の回転むらを補正することができ、し
かも、偏心誤差をも補正することができる角度測
定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made by focusing on the above-mentioned conventional problems, and is capable of correcting rotational unevenness of one or more cycles that occurs during one rotation of a rotating body, and also corrects eccentricity errors. The purpose of the present invention is to provide an angle measuring device that can perform

この目的を達成するために本発明は、基板に回
転軸を介して回動自在に軸支された回転体と、上
記回転体と同心で上記回転体に対して相互に回転
自在に設けられた測角部材と、上記基板に固定さ
れた、上記回転軸を介して上記回転体を等速度回
転させる回転駆動部材と、上記基板にその回転軸
を挟んでその軸心を通る直線上に設けられた一対
の基準点と、上記測角部材にその回転軸を挟んで
その軸心を通る直線上に設けられた、上記一対の
基準点と対応する一対の角度測定点と、上記回転
体に設けられた、上記基準点および上記角度測定
点と対向する位置を通過する検出点と、上記検出
点が上記基準点および上記対応する角度測定点を
通過する時点をそれぞれ検出する検出手段とを備
えた角度測定装置において、上記回転体が等速度
回転しているときの1回転中に発生する回転むら
の周期に応じた数の上記一対の基準点を所定間隔
で設け、上記一対の各基準点に対応する数の上記
一対の角度測定点を所定間隔で設け、さらに、上
記回転体が等速度回転しているときに上記検出手
段を介して、上記各検出点が上記基準点を基準と
して1回転するのに要する時間T1と、上記各検
出点が上記各基準点と対応する上記角度測定点と
の間を通過する時間T2とを計測する計時手段と、
上記少なくとも上記1個の計測時間T1と、上記
複数個の計測時間T2の平均時間T2とから式、
T2/T1に基づいて上記基準点と上記角度測定点
とが上記軸心に対してなす角度を算出する角度演
算手段と、を備えたことに特徴を有する。
In order to achieve this object, the present invention includes a rotating body rotatably supported on a substrate via a rotating shaft, and a rotating body provided concentrically with the rotating body and rotatable relative to the rotating body. an angle measuring member; a rotary drive member fixed to the substrate for rotating the rotating body at a constant speed via the rotating shaft; a pair of reference points corresponding to the pair of reference points, which are provided on the angle measurement member on a straight line passing through its axis across the rotation axis thereof, and a pair of angle measurement points provided on the rotation body; a detection point that passes through a position opposite to the reference point and the angle measurement point, and detection means that respectively detects a time point at which the detection point passes the reference point and the corresponding angle measurement point. In the angle measuring device, the pair of reference points are provided at predetermined intervals, the number of which corresponds to the cycle of uneven rotation that occurs during one rotation when the rotating body is rotating at a constant speed, and each of the pair of reference points is A corresponding number of the pair of angle measurement points are provided at a predetermined interval, and further, when the rotating body is rotating at a constant speed, each of the detection points is detected by the detection means to detect one rotation with respect to the reference point. and a time T2 for each of the detection points to pass between each of the reference points and the corresponding angle measurement point;
From the above-mentioned at least one measurement time T1 and the average time T2 of the above-mentioned plurality of measurement times T2, the formula,
The present invention is characterized by comprising angle calculation means for calculating the angle that the reference point and the angle measurement point make with respect to the axis based on T2/T1.

以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。
第1図は、本発明の一実施例を示す平面図、第2
図は、第1図の−線から見た縦断面図であ
る。なお本実施例では、回転体が1回転する間に
2周期の回転むらを生じる場合の角度測定装置を
示してある。
The present invention will be explained below based on illustrated embodiments.
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a longitudinal sectional view taken along the - line in FIG. 1. In this embodiment, an angle measuring device is shown in which two cycles of uneven rotation occur during one rotation of the rotating body.

回転体1は、軸方向に所定間隔で固定された2
枚の円板1a,1bで構成されている。これらの
円板1a,1bは、モータ3の回転軸1cに固定
されていて、一体に回転する。このモータ3は、
角度測定装置の非可動部である基板2に固定され
ている。
The rotating body 1 has two parts fixed at a predetermined interval in the axial direction.
It is composed of two discs 1a and 1b. These disks 1a and 1b are fixed to the rotating shaft 1c of the motor 3 and rotate together. This motor 3 is
It is fixed to a substrate 2 which is a non-movable part of the angle measuring device.

視準アーム4は、上記回転軸1cの先端部に、
回転軸1cと同軸心で相対回転自在に軸支されて
いる。この視準アーム4には、図示しない視準望
遠鏡が固定され、視準望遠鏡と視準アーム4とが
一体に回転してそれらの回転角が一致するように
構成されている。
The collimating arm 4 is located at the tip of the rotating shaft 1c.
It is rotatably supported coaxially with the rotating shaft 1c. A collimating telescope (not shown) is fixed to the collimating arm 4, and the collimating telescope and the collimating arm 4 are configured to rotate together so that their rotation angles match.

さらに基板2上には、回転軸1cを中心とした
同心円上に、測角の基準となる基準点R1,R
2,R3,R4が設けられている。基準点R1,
R3およびR3,R4はそれぞれ対を成して対向
読み可能に形成されている。つまり基準点R1,
R3およびR3,R4はそれぞれ、回転軸1cを
通る直線上に配設されている。そして各基準点R
1〜R4は、それぞれ周方向に等間隔、つまり軸
心に対してなす角度が90゜に設定されている。こ
れらの基準点R1〜R4はそれぞれ、一方の円板
1bを挟む位置に設けられた一組の発光素子9a
および受光素子9bで構成されている。ただし、
第2図には、基準点R1,R4の発光素子9a
1,9a4および受光素子9b1,9b4のみを
示した。また発光素子9aは、基板2上に固定さ
れたL字状の支持板16にそれぞれ固定されてい
る。
Further, on the substrate 2, there are reference points R1, R, which serve as the reference for angle measurement, on a concentric circle centered on the rotation axis 1c.
2, R3, and R4 are provided. Reference point R1,
R3 and R3, R4 are formed as a pair so that they can be read opposite each other. In other words, the reference point R1,
R3 and R3, R4 are each arranged on a straight line passing through the rotating shaft 1c. And each reference point R
1 to R4 are set at equal intervals in the circumferential direction, that is, at an angle of 90° with respect to the axis. These reference points R1 to R4 each correspond to a set of light emitting elements 9a provided at positions sandwiching one disc 1b.
and a light receiving element 9b. however,
In FIG. 2, light emitting elements 9a at reference points R1 and R4 are shown.
1 and 9a4 and the light receiving elements 9b1 and 9b4 are shown. Further, the light emitting elements 9a are each fixed to an L-shaped support plate 16 fixed on the substrate 2.

回転体1を構成する一方の円板1bの外周部に
は、軸心に向かつて延びる、検出点としてのスリ
ツトSRが設けられている。このスリツトSRは、
回転体1の回転にともない、上記各組の発光、受
光素子9a,9b間の光路を通過(横断)する。
したがつて受光素子9bは、スリツトSRが通過
する際に信号(パルス)を出力する。
A slit SR serving as a detection point is provided on the outer periphery of one of the discs 1b constituting the rotating body 1 and extending toward the axis. This slit SR is
As the rotating body 1 rotates, the light passes through (traverses) the optical path between the light emitting and light receiving elements 9a and 9b of each set.
Therefore, the light receiving element 9b outputs a signal (pulse) when the slit SR passes.

一方、視準アーム4は、互いに直交する十字状
の測角アーム41,42,43,44からなり、
各アーム41〜44の先端に、各基準点R1〜R
4に対応する角度測定点M1,M2,M3,M4
が設けられている。ここでは、角度測定点M1,
M3およびM2,M4がそれぞれ対をなしてい
る。
On the other hand, the collimating arm 4 consists of cross-shaped angle measurement arms 41, 42, 43, and 44 that are orthogonal to each other.
Each reference point R1 to R is placed at the tip of each arm 41 to 44.
Angle measurement points M1, M2, M3, M4 corresponding to 4
is provided. Here, the angle measurement point M1,
M3 and M2, M4 each form a pair.

各角度測定点M1〜M4は、基準点R1〜R4
と同様にそれぞれ、1組の発光素子10aおよび
受光素子10bで構成されている。ただし第2図
には、一対の角度測定点M2,M4を構成する測
角アーム42,44の発光素子10a2,10a
4、受光素子10b2,10b4のみを示した。
角度測定点M1〜M4の各一対の発光、受光素子
10a,10bは、測角アーム41〜44の先端
部のコ字状部に固定され、回転体1の他方の円板
1bの外周縁部を挟んで対向している。
Each angle measurement point M1 to M4 is a reference point R1 to R4.
Similarly, each light emitting element 10a and a light receiving element 10b are configured as a set. However, in FIG. 2, the light emitting elements 10a2, 10a of the angle measurement arms 42, 44 constituting the pair of angle measurement points M2, M4 are shown.
4. Only the light receiving elements 10b2 and 10b4 are shown.
Each pair of light-emitting and light-receiving elements 10a and 10b at the angle measurement points M1 to M4 are fixed to the U-shaped portions at the tips of the angle measurement arms 41 to 44, and are fixed to the outer peripheral edge of the other disc 1b of the rotating body 1. They are facing each other with the two sides in between.

円板1bの外周縁部には、軸心方向に延びる、
検出点としてのスリツトSMが形成されている。
したがつて各受光素子10bは、スリツトSMが
通過する毎に信号(パルス)を出力する。
On the outer peripheral edge of the disk 1b, extending in the axial direction,
A slit SM is formed as a detection point.
Therefore, each light receiving element 10b outputs a signal (pulse) every time the slit SM passes.

また、スリツトSMとスリツトSRとは、周方向
および径方向の同一位置に形成されている。
Further, the slit SM and the slit SR are formed at the same position in the circumferential direction and the radial direction.

第3図は、上記実施例に使用する回路の一例を
示すものであり、第4図は、第3図の要部の信号
波形を示すタイムチヤートである。
FIG. 3 shows an example of the circuit used in the above embodiment, and FIG. 4 is a time chart showing the signal waveforms of the main parts of FIG.

ここで、測定精度を向上させるには対向読み
(たとえば、スリツトが、ある基準点からある角
度測定点まで移動する時間と、回転中心に対して
その基準点と対称の位置に存在する他の基準点か
ら、回転中心に対してその角度測定点と対称の位
置に存在する他の角度測定点まで移動する時間と
の平均をとる方法)を採用するが、以下の説明は
一方のみについて行なう。すなわち、基準点とし
てはR1,R2の2つのみを使用し、角度測定点
としてはM1,M2の2つのみを使用したとして
説明する。対向読みを行なう際には、以下の説明
に基づいて、さらに基準点R3,R4、角度測定
点M3,M4についても測定し、所定の演算を実
行した後に、両者の平均をとればよい。
Here, in order to improve the measurement accuracy, counter reading (for example, the time it takes for the slit to move from a certain reference point to a certain angle measurement point, and other references that exist at positions symmetrical to that reference point with respect to the center of rotation) A method of taking the average of the time it takes to move from a point to another angle measurement point that is symmetrical to that angle measurement point with respect to the center of rotation is adopted, but the following explanation will be given for only one of them. That is, the following description assumes that only two reference points, R1 and R2, are used, and only two angle measurement points, M1 and M2, are used. When performing opposite reading, based on the following explanation, it is sufficient to further measure the reference points R3 and R4 and the angle measurement points M3 and M4, and after performing a predetermined calculation, take the average of both.

第3図において、R1出力信号、R2出力信号と
表示したものは、基準点R1,R2のそれぞれに
おける受光素子9b1,9b2の出力信号であ
り、M1出力信号、M2出力信号と表示したもの
は、角度測定点M1,M2のそれぞれにおける受
光素子10b1,10b2の出力信号である。
In FIG. 3, the R1 output signal and R2 output signal are the output signals of the light receiving elements 9b1 and 9b2 at the reference points R1 and R2, respectively, and the M1 output signal and M2 output signal are These are output signals of the light receiving elements 10b1 and 10b2 at the angle measurement points M1 and M2, respectively.

RSフリツプフロツプ5は、R1出力信号によつ
てセツトされ、M1出力信号によつてリセツトさ
れるものであり、スリツトが基準点R1から角度
測定点M1まで通過する時間、その非反転出力端
子に正のパルスを出力するものである。一方、
RSフリツプフロツプ6は、R2出力信号によつて
セツトされ、M2出力信号によつてリセツトされ
るものであり、スリツトが基準点R2から角度測
定点M2まで通過する時間、その非反転出力端子
に正のパルスを発生するものである。
The RS flip-flop 5 is set by the R1 output signal and reset by the M1 output signal, and has a positive output at its non-inverting output terminal during the time the slit passes from the reference point R1 to the angle measurement point M1. It outputs pulses. on the other hand,
The RS flip-flop 6 is set by the R2 output signal and reset by the M2 output signal, and has a positive output at its non-inverting output terminal during the time the slit passes from the reference point R2 to the angle measurement point M2. It generates pulses.

また、Dフリツプフロツプ7は、スリツトSR
が基準点R1を通過する度にR1出力信号を受け
るものであり、1つ目のR1出力信号と2つ目の
R1出力信号との間、すなわち回転体1の1回転
時間の間、パルスを出力するものである。このパ
ルスが出力している間、AND回路13が開き、
カウンタ33がクロツクパルスをカウントするよ
うになつている。
In addition, D flip-flop 7 is a slit SR
receives the R1 output signal every time it passes the reference point R1, and the first R1 output signal and the second
A pulse is output during the period between the R1 output signal, that is, one rotation time of the rotating body 1. While this pulse is being output, the AND circuit 13 is open,
A counter 33 is adapted to count clock pulses.

クロツク発生回路20は、所定周波数のクロツ
クパルスを発生するものである。AND回路11
は、RSフリツプフロツプ5の非反転出力端子が
パルスを出力している間、クロツクパルスを通過
させるものであり、その通過パルスをカウンタ3
1がカウントする。また、AND回路12は、RS
フリツプフロツプ6の非反転出力端子がパルスを
出力している間、クロツクパルスを通過させるも
のであり、その通過パルスをカウンタ32がカウ
ントする。
The clock generating circuit 20 generates clock pulses of a predetermined frequency. AND circuit 11
is to pass the clock pulse while the non-inverting output terminal of the RS flip-flop 5 is outputting a pulse, and the passing pulse is sent to the counter 3.
1 counts. Further, the AND circuit 12 is connected to the RS
While the non-inverting output terminal of the flip-flop 6 is outputting a pulse, a clock pulse is passed therethrough, and a counter 32 counts the passing pulses.

マイクロコンピユータ40は、カウンタ31,
32の内容を読み込み、これらを加算して2で割
るものであり、これによつて得られた時間をT2
とする。すなわち、マイクロコンピユータ40
は、カウンタ31,32の出力信号であるパルス
のパルス幅を平均することによつて時間T2を求
めるものである。また、マイクロコンピユータ4
0は、カウンタ33の出力を読み込み、その時間
をT1とし、360度×(T2/T1)を演算するもので
ある。この演算の結果が、測角値となる。
The microcomputer 40 has a counter 31,
It reads the contents of 32, adds them, and divides by 2, and the time obtained by this is T2
shall be. That is, the microcomputer 40
The time T2 is determined by averaging the pulse widths of the pulses that are the output signals of the counters 31 and 32. In addition, microcomputer 4
0 reads the output of the counter 33, sets the time to T1, and calculates 360 degrees x (T2/T1). The result of this calculation becomes the angle measurement value.

第5図は、上記のように角度測定した場合に、
そのときの測定誤差が補償される原理を示したも
のであり、たとえば、90度の挟角をセオドライト
の各位置で測定した誤差カーブである。ここで実
線のカーブは、従来装置による誤差カーブ(第4
図において、R1出力信号とM1出力信号との2つ
の信号のみを使用した場合における誤差カーブ)
である。また、図中、破線のカーブは、R2、M2
出力信号を使用して測定した場合の誤差カーブで
ある。
Figure 5 shows that when the angle is measured as described above,
It shows the principle of compensating for measurement errors at that time. For example, it is an error curve obtained by measuring an included angle of 90 degrees at each position of the theodolite. Here, the solid line curve is the error curve (fourth
In the figure, the error curve when using only two signals, the R1 output signal and the M1 output signal)
It is. In addition, the broken line curves in the figure are R2, M2
This is an error curve when measuring using the output signal.

ところで、第1〜4図に示した実施例は、第5
図の実線の誤差カーブと、破線のそれとが加えら
れて測定されるものであり、これら2つのカーブ
の位相は90度ずれている。このために、1つの測
角アーム4と他の測角アーム4とのなす角を90度
に設定したときに、その誤差は理想的には零とす
ることができるものである。
By the way, the embodiment shown in Figs.
The measurement is performed by adding the solid line error curve and the broken line error curve in the figure, and the phases of these two curves are 90 degrees out of phase. For this reason, when the angle formed by one angle measuring arm 4 and another angle measuring arm 4 is set to 90 degrees, the error can ideally be reduced to zero.

第5図に示した実線の誤差カーブから、回転体
1における回転むらの状況を知ることができ、こ
の場合、回転体1が1回転する間に、2周期の回
転むらが生じていた。この回転むらに対して、逆
特性を有する2周期の回転むら(第5図における
破線の特性)を与えている。そして、この2周期
の回転むらを与えるために、基準点R1とR2と
の角度間隔を90度にしてある。
From the solid line error curve shown in FIG. 5, it is possible to know the situation of rotational unevenness in the rotating body 1, and in this case, two periods of rotational unevenness occurred during one rotation of the rotating body 1. In response to this rotational unevenness, two periods of rotational unevenness (characteristics indicated by broken lines in FIG. 5) having opposite characteristics are provided. In order to provide this two-cycle rotational unevenness, the angular interval between the reference points R1 and R2 is set to 90 degrees.

具体的にいえば、回転体1が1回転する間に、
n周期の回転むらがあつたとすると、1つの基準
点とその隣の基準点との角度間隔を、360度/
(2×n)にするのが最も効果的である。またそ
の場合に、必要な基準点および角度測定点の数
は、それぞれn個である。なお、180度対向読み
を行なうには、基準点および角度測定点の数は、
上記の数をそれぞれ2倍したものである。
Specifically speaking, while the rotating body 1 rotates once,
Assuming that there is rotational unevenness of n cycles, the angular interval between one reference point and the reference point next to it is 360 degrees/
(2×n) is most effective. Further, in that case, the number of required reference points and angle measurement points is n, respectively. In addition, in order to perform 180-degree facing reading, the number of reference points and angle measurement points is
Each of the above numbers is doubled.

すなわち、一般的には、等速回転体1が1回転
するときに発生する回転むらの周期に応じて、基
準点の数および相互の角度間隔を設定すればよ
く、その基準点の数に応じて角度測定点の数を設
定すればよい。そして、基準点と角度測定点との
1つづつで組を構成し、この組毎にパルスを発生
させ、これらパルスのパルス幅を平均することに
よつて時間T2を求めるようにすればよい。
That is, in general, it is sufficient to set the number of reference points and the mutual angular interval according to the period of uneven rotation that occurs when the constant velocity rotating body 1 makes one revolution; The number of angle measurement points can be set by Then, one set is formed of one reference point and one angle measurement point, a pulse is generated for each set, and the time T2 is determined by averaging the pulse widths of these pulses.

第3図の実施例においては、カウンタ31と3
2とが設けられている。この2つのカウンタ3
1,32は、RSフリツプフロツプ5,6のそれ
ぞれのパルス幅を同時に(並列的に)測定するた
めのものであり、このように2つのカウンタを設
けることによつて、測定時間が短くなるという利
点がある。ところで、その測定時間が多少長くな
つてもよい場合には、第6図に示すように、それ
ら2つのカウンタ31,32の代りに、1つのカ
ウンタ34に置換えることができる。ただし、こ
の場合には、マルチプレクサ50が必要となる。
In the embodiment of FIG.
2 is provided. These two counters 3
1 and 32 are for measuring the pulse width of each of the RS flip-flops 5 and 6 simultaneously (in parallel).The advantage of providing two counters in this way is that the measurement time is shortened. There is. By the way, if the measurement time can be a little longer, the two counters 31 and 32 can be replaced with one counter 34, as shown in FIG. However, in this case, the multiplexer 50 is required.

すなわち、まず、R1出力信号とM1出力信号と
によつて、RSフリツプフロツプ8を作動させて、
AND回路14を介して、カウンタ34がパルス
幅をカウントする。このカウント値を所定のメモ
リに記憶しておく。次に、マイクロコンピユータ
40からの切換制御信号によつて、マルチプレク
サ50がR2出力信号、M2出力信号を選択する。
そして、AND回路14を介して、カウンタ34
がパルス幅をカウントする。このカウント値と、
上記メモリに記憶した値とを加えて2で割り、こ
の値をT2とする。このT2を1周時間であるT1で
割り、360度を掛けると、測角値を得ることがで
きる。
That is, first, the RS flip-flop 8 is operated by the R1 output signal and the M1 output signal,
A counter 34 counts the pulse width via the AND circuit 14. This count value is stored in a predetermined memory. Next, in response to a switching control signal from the microcomputer 40, the multiplexer 50 selects the R2 output signal and the M2 output signal.
Then, via the AND circuit 14, the counter 34
counts the pulse width. This count value and
Add the value stored in the memory above and divide by 2, and set this value as T2. By dividing this T2 by T1, which is the time for one revolution, and multiplying by 360 degrees, you can obtain the angle measurement value.

さらに、マイクロコンピユータ40からの切換
制御信号によつて、マルチプレクサ50が最初の
信号の組合せを選択する。このようにして、これ
らの動作を繰り返す。上記の場合、パルスの各カ
ウントは、回転体1を等速度(定速)回転させて
行なう。また、本実施例においては、回転体1の
等速度回転を継続させて上記パルスの各カウント
を継続的に行なつて複数個のT1、T2データを蓄
積することにより、より高精度に角度を測定する
ことができる。
Furthermore, a switching control signal from microcomputer 40 causes multiplexer 50 to select the first signal combination. In this way, these operations are repeated. In the above case, each pulse count is performed by rotating the rotating body 1 at a constant speed. In addition, in this embodiment, the rotation of the rotating body 1 is continued at a constant speed, and each of the above-mentioned pulses is continuously counted, and a plurality of T1 and T2 data are accumulated, so that the angle can be determined with higher precision. can be measured.

上記のように本発明は、従来の角度測定装置の
場合よりも、1回転における角度データ回数を多
くとり、その回転むら情報を角度測定に利用する
ようにしたものである。この角度データには回転
むら情報だけでなく、回転中心と角度測定点の回
転中心との偏心による情報も含まれている。とこ
ろで、本発明は第5図に示すように、互いに逆の
特性を加え合わせて誤差をキヤンセルするように
しているので、上記偏心誤差に対する補正も付加
的に行なわれ、測定精度を更に高めるという利点
がある。
As described above, the present invention obtains more angle data per rotation than conventional angle measuring devices, and uses the rotation unevenness information for angle measurement. This angle data includes not only rotation unevenness information but also information on eccentricity between the rotation center and the rotation center of the angle measurement point. By the way, as shown in FIG. 5, the present invention cancels the error by adding opposite characteristics to each other, so the eccentricity error mentioned above is additionally corrected, which has the advantage of further improving measurement accuracy. There is.

ここで、基準点R1と角度測定点M1とで1つ
の組を構成し、基準点R2と角度測定点M2とで
1つの組を構成するようにしたが、これらの組合
わせを変えるようにしてもよい。その組合わせを
変えた場合には、時間T2を演算するときに、そ
の得られた時間T2を補正する必要がある。
Here, one set was made up of the reference point R1 and the angle measurement point M1, and one set was made up of the reference point R2 and the angle measurement point M2, but by changing these combinations. Good too. If the combination is changed, it is necessary to correct the obtained time T2 when calculating the time T2.

上記のように、本発明は、回転体の1回転にお
ける回転むらを充分に補正することができるとと
もに、その回転体の回転中心と角度測定点の回転
中心との偏心による誤差補正も行なわれるので、
高精度の測角を行なうことができるという効果を
有する。
As described above, the present invention can sufficiently correct rotational unevenness in one rotation of a rotating body, and also correct errors caused by eccentricity between the rotation center of the rotating body and the rotation center of the angle measurement point. ,
This has the effect that highly accurate angle measurement can be performed.

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

第1図は本発明の一実施例を示す平面図、第2
図は第1図の−線から見た縦断面図、第3図
は上記実施施例に使用する回路の一例を示したも
の、第4図は上記実施例のタイムチヤート、第5
図は本発明の原理を示す図、第6図は本発明の他
の実施例を示す回路図である。 1……回転体、1a,1b……円板、2……基
板、3……モータ、4……視準アーム、5,6…
…RSフリツプフロツプ、7……Dフリツプフロ
ツプ、31,32,33,34……カウンタ、4
0……マイクロコンピユータ、R1,R2,R
3,R4……検出点としての基準点、M1,M
2,M3,M4……検出点としての角度測定点、
SR,SM……被検出部としてのスリツト。
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a vertical sectional view taken from the - line in Figure 1, Figure 3 shows an example of the circuit used in the above embodiment, Figure 4 is a time chart of the above embodiment, and Figure 5 shows a time chart of the above embodiment.
The figure shows the principle of the invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rotating body, 1a, 1b... Disk, 2... Board, 3... Motor, 4... Collimation arm, 5, 6...
...RS flip-flop, 7...D flip-flop, 31, 32, 33, 34...counter, 4
0...Microcomputer, R1, R2, R
3, R4...Reference point as detection point, M1, M
2, M3, M4... angle measurement points as detection points,
SR, SM...Slit as the detected part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板に回転軸を介して回動自在に軸支された
回転体と、 上記回転体と同心で上記回転体に対して相互に
回転自在に設けられた測角部材と、 上記基板に固定された、上記回転軸を介して上
記回転体を等速度回転させる回転駆動部材と、 上記基板にその回転軸を挟んでその軸心を通る
直線上に設けられた一対の基準点と、 上記測角部材にその回転軸を挟んでその軸心を
通る直線上に設けられた、上記一対の基準点と対
応する一対の角度測定点と、 上記回転体に設けられた、上記基準点および上
記角度測定点と対向する位置を通過する検出点
と、 上記検出点が上記基準点および上記対応する角
度測定点を通過する時点をそれぞれ検出する検出
手段とを備えた角度測定装置において、 上記回転体が等速度回転しているときの1回転
中に発生する回転むらの周期に応じた数の上記一
対の基準点を所定間隔で設け、 上記一対の各基準点に対応する数の上記一対の
角度測定点を所定間隔で設け、 上記回転体が等速度回転しているときに上記検
出手段を介して、上記各検出点が上記基準点を基
準として1回転するのに要する時間T1と、上記
各検出点が、上記各基準点と対応する上記角度測
定点との間を通過する時間T2とを計測する計時
手段と、 上記少なくとも上記1個の計測時間T1と、上
記複数個の計測時間T2の平均時間T2とから式、 T2/T1 に基づいて上記基準点と上記角度測定点とが上記
軸心に対してなす角度を算出する角度演算手段
と、 を備えたことを特徴とする角度測定装置。 2 特許請求の範囲第1項において、上記回転体
が1回転する間に生じるn周期の回転むらに対し
て、上記基準点とこれに隣接する基準点との角度
間隔を、 360゜/(2×n) とし、かつ上記一対の基準点および上記一対の角
度測定点をそれぞれn個(ただし、n≧2)設け
た角度測定装置。
[Scope of Claims] 1. A rotating body rotatably supported on a substrate via a rotating shaft; and an angle measuring member provided concentrically with the rotating body and rotatable with respect to the rotating body. , a rotational drive member fixed to the substrate and rotating the rotating body at a constant speed via the rotation shaft; and a pair of standards provided on the substrate on a straight line passing through the axis of the rotation shaft across the rotation shaft. a pair of angle measurement points corresponding to the pair of reference points, which are provided on the angle measurement member on a straight line passing through its axis across the rotation axis; An angle measuring device comprising: a detection point that passes through a reference point and a position facing the angle measurement point; and detection means that detects when the detection point passes through the reference point and the corresponding angle measurement point, respectively. , A number of the pair of reference points is provided at a predetermined interval, the number of which corresponds to the cycle of uneven rotation that occurs during one rotation when the rotating body is rotating at a constant speed, and a number of reference points corresponding to each of the pair of reference points is provided. The pair of angle measurement points are provided at a predetermined interval, and when the rotating body is rotating at a constant speed, the time T1 required for each of the detection points to make one rotation with respect to the reference point is detected via the detection means. and a time measuring means for measuring the time T2 during which each of the detection points passes between each of the reference points and the corresponding angle measurement point; Angle calculation means for calculating the angle formed by the reference point and the angle measurement point with respect to the axis based on the formula T2/T1 from the average time T2 of the measurement time T2; angle measuring device. 2 In claim 1, the angular interval between the reference point and the adjacent reference point is set to 360°/(2 ×n), and is provided with n each of the pair of reference points and the pair of angle measurement points (n≧2).
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