JPH04230803A - 位相調整回路を備えた位置測定装置と位置調整方法 - Google Patents
位相調整回路を備えた位置測定装置と位置調整方法Info
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- JPH04230803A JPH04230803A JP3124424A JP12442491A JPH04230803A JP H04230803 A JPH04230803 A JP H04230803A JP 3124424 A JP3124424 A JP 3124424A JP 12442491 A JP12442491 A JP 12442491A JP H04230803 A JPH04230803 A JP H04230803A
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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
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
- G01D18/001—Calibrating encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
-
- 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
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/2449—Error correction using hard-stored calibration data
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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- Optical Transform (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位置の変化を電子的に
測定するための装置、例えば線形及び回転式エンコーダ
及びレゾルバなどのような装置に関するものである。
測定するための装置、例えば線形及び回転式エンコーダ
及びレゾルバなどのような装置に関するものである。
【0002】
【発明の背景】プローブの変位に相当する電気信号を発
生するため、直交座標測定機は普通密な間隔の格子線の
集まりから成る主たる格子を有し、これを主たる格子に
対しわずかな角度で傾斜させた小さい透明格子を支持し
ている読取りヘッドでトラバースするようにしている。 両格子間の光学的干渉によって、横断的に移り変わる明
暗領域のパターンが作られ、このパターンはモアレ縞と
呼ばれている。このパターンを読取りヘッドに内蔵した
フォトセンサ列で検出する。
生するため、直交座標測定機は普通密な間隔の格子線の
集まりから成る主たる格子を有し、これを主たる格子に
対しわずかな角度で傾斜させた小さい透明格子を支持し
ている読取りヘッドでトラバースするようにしている。 両格子間の光学的干渉によって、横断的に移り変わる明
暗領域のパターンが作られ、このパターンはモアレ縞と
呼ばれている。このパターンを読取りヘッドに内蔵した
フォトセンサ列で検出する。
【0003】読取りヘッドは両方向へ動くから、またア
ナログ信号は各サイクルの中でそれ自体繰り返すから、
補間信号値には固有の不明瞭さが含まれる。
ナログ信号は各サイクルの中でそれ自体繰り返すから、
補間信号値には固有の不明瞭さが含まれる。
【0004】この不明瞭さを解決するため、改良が行な
われるが、これは第1の信号と大きさは等しいが90°
位相がずれた第2の電気信号を発生させるものである。 こうして一対の直角位相信号がもたらされる。これら直
角位相信号を合成して、格子スケールの線と線の間の線
間スペースに沿う読取りヘッドの位置に線形に関連した
1つの信号情報が作られる。すなわち直角位相信号を組
合せると線形関数が作られ、これから線間スペース内の
どのポイントに読取りヘッドがいるかを不明瞭さなしに
決定することができる。
われるが、これは第1の信号と大きさは等しいが90°
位相がずれた第2の電気信号を発生させるものである。 こうして一対の直角位相信号がもたらされる。これら直
角位相信号を合成して、格子スケールの線と線の間の線
間スペースに沿う読取りヘッドの位置に線形に関連した
1つの信号情報が作られる。すなわち直角位相信号を組
合せると線形関数が作られ、これから線間スペース内の
どのポイントに読取りヘッドがいるかを不明瞭さなしに
決定することができる。
【0005】こうして読取りヘッドは、パターンがセン
サを横切って移動する時、一対の周期的に変化する90
°位相のずれた電気出力信号を発生する。このパターン
は読取りヘッドが主たる格子間の各スペースをトラバー
スするのに精密に相応してシフトし、従ってこれら電気
出力は読取りヘッドが格子線を横切る変位に相当するア
ナログ信号から成るものである。
サを横切って移動する時、一対の周期的に変化する90
°位相のずれた電気出力信号を発生する。このパターン
は読取りヘッドが主たる格子間の各スペースをトラバー
スするのに精密に相応してシフトし、従ってこれら電気
出力は読取りヘッドが格子線を横切る変位に相当するア
ナログ信号から成るものである。
【0006】このアナログ信号は正弦波であり、1つず
つのサイクルは読取りヘッドが格子線間の完全なスペー
スをトラバースすることにより完結される。従って完全
な各サイクルをランニング(連続)計数すると、主たる
格子に沿う読取りヘッドの総変位の表示が与えられる。
つのサイクルは読取りヘッドが格子線間の完全なスペー
スをトラバースすることにより完結される。従って完全
な各サイクルをランニング(連続)計数すると、主たる
格子に沿う読取りヘッドの総変位の表示が与えられる。
【0007】光学格子/読取りヘッドシステムを構成す
る別の手段は、上述したモアレ縞方法に代わり、これも
業界で周知のバーニア縞光学方法を使用することで、こ
の方法にも本発明は等しく適用することができる。
る別の手段は、上述したモアレ縞方法に代わり、これも
業界で周知のバーニア縞光学方法を使用することで、こ
の方法にも本発明は等しく適用することができる。
【0008】格子線の間のスペースより微細な解を得る
ために、補間回路が考案され、これらアナログ信号をさ
らに小分割する(米国特許第4225931号、198
0年9月30日、「インターポレイション・アパレイタ
ス・フォア・ディジタル・エレクトロニック・ポジショ
ン・メジャリング・インストルメント」)。
ために、補間回路が考案され、これらアナログ信号をさ
らに小分割する(米国特許第4225931号、198
0年9月30日、「インターポレイション・アパレイタ
ス・フォア・ディジタル・エレクトロニック・ポジショ
ン・メジャリング・インストルメント」)。
【0009】直角位相信号の間の位相角は正確な結果を
得るために精密に90°にセットされなければならず、
これは従来読取りヘッド格子と主たる格子の間の傾斜角
を手で慎重に調整してモアレ縞パターンを変化させるこ
とにより行なわれていた。この手続は、測定機のカバー
を取外し、フォトセンサ出力のリサジューパターンをオ
シロスコープ上で観察しつつ読取りヘッドの位置の面倒
な機械的調整を要するものであったから、時間がかかり
、不便であった。
得るために精密に90°にセットされなければならず、
これは従来読取りヘッド格子と主たる格子の間の傾斜角
を手で慎重に調整してモアレ縞パターンを変化させるこ
とにより行なわれていた。この手続は、測定機のカバー
を取外し、フォトセンサ出力のリサジューパターンをオ
シロスコープ上で観察しつつ読取りヘッドの位置の面倒
な機械的調整を要するものであったから、時間がかかり
、不便であった。
【0010】米国特許第4462083号(1984年
7月24日、「メソッド・オブ・インターバル・インタ
ーポレイション」)及び第4490914号(1985
年1月1日「エラー・コレクション・システム・フォア
・ホジション・メジャリング・インストルメント」)は
共に、位置測定装置に使用される直角位相信号間の位相
角差を修正するためのシステムを記載している。前者に
おいて、修正値は測定により決定され、補間計算をしな
がら使用するためデジタルコンピュータに格納される。 この方法は追加的電子素子と手続と、そして複雑なコン
ピュータ操作とを要する難点がある。
7月24日、「メソッド・オブ・インターバル・インタ
ーポレイション」)及び第4490914号(1985
年1月1日「エラー・コレクション・システム・フォア
・ホジション・メジャリング・インストルメント」)は
共に、位置測定装置に使用される直角位相信号間の位相
角差を修正するためのシステムを記載している。前者に
おいて、修正値は測定により決定され、補間計算をしな
がら使用するためデジタルコンピュータに格納される。 この方法は追加的電子素子と手続と、そして複雑なコン
ピュータ操作とを要する難点がある。
【0011】後者は格子に沿う別の磁気トラックと、修
正信号を各アナログ信号ごとに発生し記録するための手
段とを要する。続いての位相角変化の調整は困難であろ
う。
正信号を各アナログ信号ごとに発生し記録するための手
段とを要する。続いての位相角変化の調整は困難であろ
う。
【0012】
【発明の概要】本発明は位置測定装置における直角位相
信号間の位相関係を調整するため単一の回路と方法とか
ら成るものである。この回路は、0°アナログ信号をそ
の反転信号に両信号の調整可能な割合で代数的に加算す
る構成を有し、選択的に符号づけされスケールダウンさ
れた0°信号から成る修正信号の発生を可能ならしめる
ものである。この修正信号は0°信号を電位差計の一側
に送り、0°アナログ信号の反転した又は180°位相
シフトした形を他側に送って、代数和を電位差計スライ
ダから出力することにより発生され得る。
信号間の位相関係を調整するため単一の回路と方法とか
ら成るものである。この回路は、0°アナログ信号をそ
の反転信号に両信号の調整可能な割合で代数的に加算す
る構成を有し、選択的に符号づけされスケールダウンさ
れた0°信号から成る修正信号の発生を可能ならしめる
ものである。この修正信号は0°信号を電位差計の一側
に送り、0°アナログ信号の反転した又は180°位相
シフトした形を他側に送って、代数和を電位差計スライ
ダから出力することにより発生され得る。
【0013】こうして、0°アナログ信号から、無限定
に選択的に調整可能な、正又は負に符号づけした0°ア
ナログ信号のスケールダウンが生じ得る。
に選択的に調整可能な、正又は負に符号づけした0°ア
ナログ信号のスケールダウンが生じ得る。
【0014】この修正信号は、見かけ上90°のアナロ
グ信号にベクトル的に加えられた時修正信号の符号に応
じていずれかの方向で、修正信号の大きさに応じた角度
の、90°アナログ信号の位相シフトを生じることにな
り、修正信号の符号と大きさは電位差計のスライダ調整
により選択的に定められる。修正信号は電位差計のスラ
イダの動きにより符号と大きさを調整され得るから、9
0°アナログ信号の位相は0°アナログ信号と完全な9
0°位相関係を確保するように適切にシフトされ得る。 A(0°)信号を反転させるため追加バッファ/インバ
ータを使用することにより、DCバランスされた修正信
号が作られる。この追加インバータは、位相調整電位差
計をB(90°)信号オフセット調整ポットにクロスカ
ップリングするのを省く追加的特徴をもたらす。
グ信号にベクトル的に加えられた時修正信号の符号に応
じていずれかの方向で、修正信号の大きさに応じた角度
の、90°アナログ信号の位相シフトを生じることにな
り、修正信号の符号と大きさは電位差計のスライダ調整
により選択的に定められる。修正信号は電位差計のスラ
イダの動きにより符号と大きさを調整され得るから、9
0°アナログ信号の位相は0°アナログ信号と完全な9
0°位相関係を確保するように適切にシフトされ得る。 A(0°)信号を反転させるため追加バッファ/インバ
ータを使用することにより、DCバランスされた修正信
号が作られる。この追加インバータは、位相調整電位差
計をB(90°)信号オフセット調整ポットにクロスカ
ップリングするのを省く追加的特徴をもたらす。
【0015】0°及び90°正弦波アナログ信号のリサ
ジューパターンをオシロスコープ上で観察することは、
電位差計スライダの適切な調整により実現された適切な
位相関係を検出する便宜な手段を与える。
ジューパターンをオシロスコープ上で観察することは、
電位差計スライダの適切な調整により実現された適切な
位相関係を検出する便宜な手段を与える。
【0016】この手続は読取りヘッド傾斜角を機械的に
調整するのに比べはるかに時間がかからず、追加的回路
やコンピュータを要さず、また通常の保守の間にも便宜
になし得る便利さがある。
調整するのに比べはるかに時間がかからず、追加的回路
やコンピュータを要さず、また通常の保守の間にも便宜
になし得る便利さがある。
【0017】
【実施例】図1は直交座標測定機(CMM)10を例示
するもので、これは本発明の位相修正回路を使用しよう
とする1つのタイプの位置シフト測定装置を構成するも
のである。CMM10は種々の形態をとることができ、
図示のものは米国特許第4682418号(1987年
7月28日、「コオーディネート・メジャリング・マシ
ン」)に詳細に記述されているものである。
するもので、これは本発明の位相修正回路を使用しよう
とする1つのタイプの位置シフト測定装置を構成するも
のである。CMM10は種々の形態をとることができ、
図示のものは米国特許第4682418号(1987年
7月28日、「コオーディネート・メジャリング・マシ
ン」)に詳細に記述されているものである。
【0018】プローブ14がプローブシャフト16に取
付けられ、このシァフトはキャリッジ18に垂直運動で
きるように支持されている。プローブシャフト16は主
たる格子20を取付けていて、この格子はキャリッジ1
8に取付けた読取りヘッド22を横切って運動する。読
取りヘッド22はカバーで包まれていて、主たる格子2
0に対し周知の方法でわずかに傾斜できるようにキャリ
ッジ18上に調整可能に取付けられている。キャリッジ
18は第2のキャリッジ24上に水平運動できるように
取付けられ、第2のキャリッジはベース26上で直交方
向に水平運動できるように取付けられている
付けられ、このシァフトはキャリッジ18に垂直運動で
きるように支持されている。プローブシャフト16は主
たる格子20を取付けていて、この格子はキャリッジ1
8に取付けた読取りヘッド22を横切って運動する。読
取りヘッド22はカバーで包まれていて、主たる格子2
0に対し周知の方法でわずかに傾斜できるようにキャリ
ッジ18上に調整可能に取付けられている。キャリッジ
18は第2のキャリッジ24上に水平運動できるように
取付けられ、第2のキャリッジはベース26上で直交方
向に水平運動できるように取付けられている
【0019
】キャリッジ18及び24に同様な格子−読取りヘッド
機構(図示せず)を設けて、周知の方法で各直交軸に沿
う運動に相当する電気信号を発生するようにすることが
できる。
】キャリッジ18及び24に同様な格子−読取りヘッド
機構(図示せず)を設けて、周知の方法で各直交軸に沿
う運動に相当する電気信号を発生するようにすることが
できる。
【0020】こうしてプローブ14の先端28はテーブ
ル32上に支持されたワークピース30上の諸点間を動
かされ、運動の程度を測定してワークピース30上の諸
点間の距離に相当する信号を発生させる。
ル32上に支持されたワークピース30上の諸点間を動
かされ、運動の程度を測定してワークピース30上の諸
点間の距離に相当する信号を発生させる。
【0021】前述したように、各部材の運動の程度に相
当する直角位相正弦波信号を発生するため、フォトセン
サの列を使用する光学距離変換器を含んだ、2つの周知
の光学的技法がある。1つの技法は、モアレ縞シャドウ
パターンが、読取りヘッド22に支持され、機械に固定
した主たる格子20に対しわずかに傾斜された格子の小
区間により発生されるのを検出するものである。第2の
技法は、機械に固定した格子20よりわずかにピッチ(
線間のスペース)が大きい又は小さい読取りへッド22
上の平行(傾斜していない)透明格子の使用により発生
されたバーニヤ縞シャドウパターンを検出すものである
。
当する直角位相正弦波信号を発生するため、フォトセン
サの列を使用する光学距離変換器を含んだ、2つの周知
の光学的技法がある。1つの技法は、モアレ縞シャドウ
パターンが、読取りヘッド22に支持され、機械に固定
した主たる格子20に対しわずかに傾斜された格子の小
区間により発生されるのを検出するものである。第2の
技法は、機械に固定した格子20よりわずかにピッチ(
線間のスペース)が大きい又は小さい読取りへッド22
上の平行(傾斜していない)透明格子の使用により発生
されたバーニヤ縞シャドウパターンを検出すものである
。
【0022】読取りヘッド22は、図2に示すように、
主たる格子20と読取りヘッド格子20Aとの間の光学
的干渉により作られるシャドウパターンを検出するフォ
トセンサ列23を有している。これにより一対の電気ア
ナログ出力信号が発生され、これは各々正弦波的に変化
し、見かけ上互いに90°位相がずれていて、直角位相
信号となっている。
主たる格子20と読取りヘッド格子20Aとの間の光学
的干渉により作られるシャドウパターンを検出するフォ
トセンサ列23を有している。これにより一対の電気ア
ナログ出力信号が発生され、これは各々正弦波的に変化
し、見かけ上互いに90°位相がずれていて、直角位相
信号となっている。
【0023】これら信号の完全な1サイクルは、読取り
ヘッド22が主たる格子20の1個の格子線間スペース
を横切ると生じる。
ヘッド22が主たる格子20の1個の格子線間スペース
を横切ると生じる。
【0024】これらアナログ読取り出力信号は、本発明
に係る読取りヘッド信号調整回路12で処理され、電子
回路31が調整された読取りヘッド出力信号を受け取り
、これを処理してディスプレー33などに標準測定単位
で表示するため使用する。
に係る読取りヘッド信号調整回路12で処理され、電子
回路31が調整された読取りヘッド出力信号を受け取り
、これを処理してディスプレー33などに標準測定単位
で表示するため使用する。
【0025】図2は、本発明に係る読取りヘッド信号調
整回路12を詳しく説明するための図である。
整回路12を詳しく説明するための図である。
【0026】2対のアナログ信号が、読取りヘッド22
の格子20Aの上に位置しているフォトセンサ23の列
から出力される。
の格子20Aの上に位置しているフォトセンサ23の列
から出力される。
【0027】各対の信号は互いに反転した符号から成り
、相当する差動増幅器34A,34Bで各々差別化され
る。増幅器34Aの出力は0°又はサインアナログ信号
Aから成り、増幅器34Bの出力は90°コサインアナ
ログ信号Bから成る。フォトセンサ出力信号の対を差別
化することは、周知のように共通モードリジェクション
を改良するものである。
、相当する差動増幅器34A,34Bで各々差別化され
る。増幅器34Aの出力は0°又はサインアナログ信号
Aから成り、増幅器34Bの出力は90°コサインアナ
ログ信号Bから成る。フォトセンサ出力信号の対を差別
化することは、周知のように共通モードリジェクション
を改良するものである。
【0028】0°及び90°信号は、それぞれの利得調
整電位差計36A,36Bへ送られて、これら信号の各
々の大きさの調整を可能にする。利得調整電位差計36
A,36Bの出力は、それぞれオフセット和増幅器38
A,38Bへ入力され、この各々はまたオフセット調整
電位差計40A,40Bからの出力を受ける。オフセッ
ト電位差計は可変DC成分をそれぞれアナログ信号(A
,B)へ加えて、これら信号を周知のようにオフセット
することを可能にする。
整電位差計36A,36Bへ送られて、これら信号の各
々の大きさの調整を可能にする。利得調整電位差計36
A,36Bの出力は、それぞれオフセット和増幅器38
A,38Bへ入力され、この各々はまたオフセット調整
電位差計40A,40Bからの出力を受ける。オフセッ
ト電位差計は可変DC成分をそれぞれアナログ信号(A
,B)へ加えて、これら信号を周知のようにオフセット
することを可能にする。
【0029】本発明に係る改良は、位相調整電位差計4
2を加えることで、この一側44に0°アナログA信号
からの入力を受ける。0°A信号は、インバータ46に
より事実上0°信号から180°位相シフトされるよう
に反転され、位相調整電位差計42の他側に入力される
。
2を加えることで、この一側44に0°アナログA信号
からの入力を受ける。0°A信号は、インバータ46に
より事実上0°信号から180°位相シフトされるよう
に反転され、位相調整電位差計42の他側に入力される
。
【0030】位相調整電位差計42のスライダ出力は、
90°B信号利得・オフセット増幅器38Bへ加えられ
る修正信号Cを構成する。
90°B信号利得・オフセット増幅器38Bへ加えられ
る修正信号Cを構成する。
【0031】異なる実施例において、入力48は、36
Aがインバータ増幅器である限り、34Aの出力から直
接導くことができるが、これはDCバランスされていな
いスライダ出力50を生じ、これにより位相調整器42
で変化する好ましくない効果が所要のDCオフセット調
整40Bに変化を生じるので、好適さは劣る。
Aがインバータ増幅器である限り、34Aの出力から直
接導くことができるが、これはDCバランスされていな
いスライダ出力50を生じ、これにより位相調整器42
で変化する好ましくない効果が所要のDCオフセット調
整40Bに変化を生じるので、好適さは劣る。
【0032】位相調整電位差計42のスライダ50にお
ける修正信号Cは、0°A信号の調節的にスケールダウ
ンされた形であって、これはまたスライドワイヤ50が
0°信号又は180°信号のいずれが優勢的になるよう
にセットされたかに応じて、いずれかの符号に選択的に
反転され得る。この結果は、0°及び180°入力の選
択的割合がこの機構により代数的に加算されるから生じ
るのであり、互いに他に加えられた各信号の相対的割合
はスライダ50の位置をセットすることにより選択的に
調節され得るものである。スライダ50の中心又はニュ
ートラル位置においては、各信号の等しい割合が互いに
加算されるから、修正信号は発生されることにならない
。
ける修正信号Cは、0°A信号の調節的にスケールダウ
ンされた形であって、これはまたスライドワイヤ50が
0°信号又は180°信号のいずれが優勢的になるよう
にセットされたかに応じて、いずれかの符号に選択的に
反転され得る。この結果は、0°及び180°入力の選
択的割合がこの機構により代数的に加算されるから生じ
るのであり、互いに他に加えられた各信号の相対的割合
はスライダ50の位置をセットすることにより選択的に
調節され得るものである。スライダ50の中心又はニュ
ートラル位置においては、各信号の等しい割合が互いに
加算されるから、修正信号は発生されることにならない
。
【0033】ニュートラルからいずれかへずれたスライ
ダの位置では選択的にスケールダウンされた正又は負の
位相修正信号Cがスライダ出力50上に現われる。
ダの位置では選択的にスケールダウンされた正又は負の
位相修正信号Cがスライダ出力50上に現われる。
【0034】この修正信号は、増幅器38Bで見かけ上
90°信号Bにベクトル的に加算される。
90°信号Bにベクトル的に加算される。
【0035】従って修正信号の符号と大きさは、90°
信号Bの位相をシフトさせて、このB信号の何らかの位
相ずれ条件を修正するように調整され得る。
信号Bの位相をシフトさせて、このB信号の何らかの位
相ずれ条件を修正するように調整され得る。
【0036】オシロスコープ上で0°A信号、90°B
信号により発生されるリサジュー図形を観察することに
より、不適当な位相関係はこのパターンの楕円形の出現
により検出することができ、これは特徴的に不適切な位
相関係が存在する時生じるものである。この手続は、利
得・オフセット電位差計36A,36B,40A,40
Bがセットされるのと同時に便宜になされ得る。
信号により発生されるリサジュー図形を観察することに
より、不適当な位相関係はこのパターンの楕円形の出現
により検出することができ、これは特徴的に不適切な位
相関係が存在する時生じるものである。この手続は、利
得・オフセット電位差計36A,36B,40A,40
Bがセットされるのと同時に便宜になされ得る。
【0037】図3はフェーザー、すなわちスケールされ
た0°修正C信号を見かけ90°位相ずれB信号にベク
トル加算するとどのように見かけ90°の位相シフトが
或る方向に生じて修正されたB信号、すなわち精密に9
0°の位相関係を0°A信号に対しもつ信号を発生する
か図形的に示すベクトル図である。
た0°修正C信号を見かけ90°位相ずれB信号にベク
トル加算するとどのように見かけ90°の位相シフトが
或る方向に生じて修正されたB信号、すなわち精密に9
0°の位相関係を0°A信号に対しもつ信号を発生する
か図形的に示すベクトル図である。
【0038】修正信号Cは、いかなる位相角度でもB信
号にベクトル的に加えられた時、B信号の位相を修正す
るよう時計回りに回転するフェーザーを生成する。図示
の加算はわずかに90°より小さい位相ずれの信号を正
確に90°の位相関係に修正するためのものである。
号にベクトル的に加えられた時、B信号の位相を修正す
るよう時計回りに回転するフェーザーを生成する。図示
の加算はわずかに90°より小さい位相ずれの信号を正
確に90°の位相関係に修正するためのものである。
【0039】同様な結果は、負の修正信号Cにより反時
計回り方向でも生じる。
計回り方向でも生じる。
【0040】この回路と方法は多様な位置測定装置、例
えば線形及び回転式レゾルバ及びエンコーダなどにも使
用することができるものである。
えば線形及び回転式レゾルバ及びエンコーダなどにも使
用することができるものである。
【図1】図1は、直交座標測定機に本発明に係る電子回
路を略示的に組合せて示す斜視図である。
路を略示的に組合せて示す斜視図である。
【図2】図2は本発明に係る位相修正回路のブロック図
である。
である。
【図3】図3はアナログ信号と修正信号のフェーザー(
ベクトル)で、信号が0°信号から90°よりわずかに
小さい位相ずれにある条件を修正するため見かけ90°
アナログ信号に修正信号をベクトル加算することを示し
ている。
ベクトル)で、信号が0°信号から90°よりわずかに
小さい位相ずれにある条件を修正するため見かけ90°
アナログ信号に修正信号をベクトル加算することを示し
ている。
10 直交座標測定機
12 読取りヘッド信号調整回路14 プ
ローブ(第2の要素) 20 主たる格子 20A 読取りヘッド格子 22 読取りヘッド
ローブ(第2の要素) 20 主たる格子 20A 読取りヘッド格子 22 読取りヘッド
Claims (8)
- 【請求項1】 第1の要素(22)の第2の要素(1
4)に対する変位を測定するように構成され、見かけ上
互いに90°位相がずれている一対の正弦波電気信号を
前記第1及び第2の要素の相対運動の程度に相応して発
生する信号発生手段(23)を有している、位相調整回
路を備えた位置測定装置であって、前記一対の信号間の
位相関係を選択的に変化させるための位置調整回路が、
選択的に正又は負の符号をつけられる選択的にスケール
された0°位相信号から成る修正信号を導く手段(42
)と、この修正信号を前記見かけ上90°の信号にベク
トル的に加えるベクトル加算手段(38B)とから成り
、これにより前記見かけ上90°の信号が前記選択的に
定められた修正信号のベクトル加算により選択的な角度
と方向にシフトされることにより修正されるようにした
ことを特徴とする位置測定装置。 - 【請求項2】 修正信号を導くための前記ベクトル加
算手段(42)が、前記0°信号と、この0°信号から
180°シフトした形との選択的に調整され得る割合を
代数的に加えるための手段(42,46,48,44)
から成る請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記ベクトル加算手段が電位差計手段
(42)から成る請求項2に記載の装置。 - 【請求項4】 位置測定装置が、主たる格子と、この
格子に沿って移動し得る読取りヘッドとを有し、この読
取りヘッドは主たる格子に対し傾斜した格子を有し、前
記位相調整回路はこの傾斜角度の不適切なセットを修正
することができる請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記修正信号を導くための手段は、位
相調整の変更がなされた時、前記修正された出力90°
信号にDCシフトを生じないようにDCバランスされた
修正信号を生じる請求項1に記載の装置。 - 【請求項6】 一対の正弦波信号、すなわち見かけ上
0°と90°の位相信号が90°前後ずれている時に正
確に90°の位相差をセットできるよう一対の信号間の
相対的位相をシフトするための方法であって、前記見か
け上90°の位相信号にベクトル的に加えられた時、正
確に90°の位相関係を設定するような方向と角度に位
相がシフトされるようにスケールされ符号づけられた0
°信号の値から成り立つ修正信号を導くこと、及びこの
修正信号を前記90°位相信号にベクトル的に加えるこ
とから成る位相調整方法。 - 【請求項7】 前記修正信号は、前記0°信号と、こ
れから180°位相シフトした形との選択的に調節され
た割合の代数和により導かれる請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記信号の選ばれた割合を代数的に加
算する工程が、前記の0°信号を電位差計の一側に、こ
の0°信号の180°位相シフトした形を他側に入力す
ること、及び前記信号を電位差計の可動スライドワイヤ
から出力することから成る請求項7に記載の方法。
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---|---|---|---|
US520414 | 1983-08-04 | ||
US52041490A | 1990-05-08 | 1990-05-08 |
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---|---|
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JP (1) | JPH04230803A (ja) |
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DE3024716C2 (de) * | 1980-06-30 | 1986-10-23 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Digitales Längen- oder Winkelmeßsystem |
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-
1990
- 1990-07-27 US US07/558,625 patent/US5173936A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-03 EP EP91105292A patent/EP0455983A1/en not_active Withdrawn
- 1991-04-08 CN CN91102210A patent/CN1056351A/zh active Pending
- 1991-04-10 CA CA002040190A patent/CA2040190A1/en not_active Abandoned
- 1991-04-10 KR KR1019910005697A patent/KR910020414A/ko not_active Application Discontinuation
- 1991-04-30 JP JP3124424A patent/JPH04230803A/ja active Pending
Also Published As
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---|---|
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