JPH049241B2 - - Google Patents
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- JPH049241B2 JPH049241B2 JP58003602A JP360283A JPH049241B2 JP H049241 B2 JPH049241 B2 JP H049241B2 JP 58003602 A JP58003602 A JP 58003602A JP 360283 A JP360283 A JP 360283A JP H049241 B2 JPH049241 B2 JP H049241B2
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Classifications
-
- 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
- G01D5/24476—Signal processing
-
- 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
- G01D5/2448—Correction of gain, threshold, offset or phase control
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
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- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特許請求の範囲第１項の上部概念に
記載した如き誤差補正、特に機械誤差および／ま
たは目盛り誤差を補正するための装置に関する。
記載した如き誤差補正、特に機械誤差および／ま
たは目盛り誤差を補正するための装置に関する。
位置測定系における誤差補正装置はすでに公知
になつている。
になつている。
西ドイツ国特許第2724858号明細書には、測長
装置においてリンクチエーンを有する補正装置が
記載されており、この補正装置は伝達要素と接触
しそして補正装置のリンクチエーンは誤差の量に
従つて測定方向に交叉する方向に位置調節可能に
なつている。この様な誤差補正の精度は、測定す
る長さの単位毎のリンクの数に依存する。
装置においてリンクチエーンを有する補正装置が
記載されており、この補正装置は伝達要素と接触
しそして補正装置のリンクチエーンは誤差の量に
従つて測定方向に交叉する方向に位置調節可能に
なつている。この様な誤差補正の精度は、測定す
る長さの単位毎のリンクの数に依存する。
西ドイツ国特許第2820753号明細書から、位置
測定系における誤差補正装置が公知になつてお
り、この装置では、誤差を補正する輪郭部材が尺
度担持体と統合された構成部材でありそして伝達
要素と接触し、該伝達要素は、走査単位と尺度と
の間の相対的な補正運動を実現させている。
測定系における誤差補正装置が公知になつてお
り、この装置では、誤差を補正する輪郭部材が尺
度担持体と統合された構成部材でありそして伝達
要素と接触し、該伝達要素は、走査単位と尺度と
の間の相対的な補正運動を実現させている。
西ドイツ国特許公開第2729697号公報には、電
気的デイジタル位置測定系の周期的アナログ信号
を内挿するための方法が記載されており、この方
法ではアナログ信号がデイジタル化されそしてそ
れらのデイジタル値が、内挿値を形成するための
計算器に供給される。特に分割数が多い場合に
は、内挿過程に入る前に、誤差を含んでいるアナ
ログ信号の信号値を修正するため、デイジタル値
に補正が加えられ、その際、探知された補正値は
先づ計算器の記おく装置の中に記おくされる。
気的デイジタル位置測定系の周期的アナログ信号
を内挿するための方法が記載されており、この方
法ではアナログ信号がデイジタル化されそしてそ
れらのデイジタル値が、内挿値を形成するための
計算器に供給される。特に分割数が多い場合に
は、内挿過程に入る前に、誤差を含んでいるアナ
ログ信号の信号値を修正するため、デイジタル値
に補正が加えられ、その際、探知された補正値は
先づ計算器の記おく装置の中に記おくされる。
上記した特許明細書記載の装置は、補正のため
に必要な加的な機械要素のため、この種類の位置
測定系を本質的に大なる外形寸法を有するものに
し、そのことは位置測定系を自由に取付けること
に対して不利な点となる。特許公開公報に記載の
位置測定系では補正のために高価な電子要素が必
要である。
に必要な加的な機械要素のため、この種類の位置
測定系を本質的に大なる外形寸法を有するものに
し、そのことは位置測定系を自由に取付けること
に対して不利な点となる。特許公開公報に記載の
位置測定系では補正のために高価な電子要素が必
要である。
本発明の目的は、位置測定系における補正装置
を、通常の位置測定系に重要な構造上の変化を加
えることなく、そして機械的又は電子的要素の必
要数を削減した装置として提供することである。
を、通常の位置測定系に重要な構造上の変化を加
えることなく、そして機械的又は電子的要素の必
要数を削減した装置として提供することである。
上記の目的は本発明により、特許請求の範囲第
１項記載の特徴ある構成により達成される。
１項記載の特徴ある構成により達成される。
本発明により得られる効果は特に、提案された
補正装置が、費用を必要とする機械的又は電子的
要素を必要とせず、従つて簡単で且つコストが廉
価な位置測定系の構造が得られることである。空
間の要求が少なくそして摩耗する部材が無いた
め、自由なそして作動確実な取付けが保証され
る。この補正装置は、尺度目盛りの直線的誤差も
非直線的誤差も補正しそして／または機械的案内
誤差も、測定長に関係なく補正する。更にこの補
正は、次に行われる分割数が大なる場合の間挿の
誤差を無くすることが可能である。
補正装置が、費用を必要とする機械的又は電子的
要素を必要とせず、従つて簡単で且つコストが廉
価な位置測定系の構造が得られることである。空
間の要求が少なくそして摩耗する部材が無いた
め、自由なそして作動確実な取付けが保証され
る。この補正装置は、尺度目盛りの直線的誤差も
非直線的誤差も補正しそして／または機械的案内
誤差も、測定長に関係なく補正する。更にこの補
正は、次に行われる分割数が大なる場合の間挿の
誤差を無くすることが可能である。
本発明のその他の特徴ある形成は実施態様項に
記載されている。
記載されている。
本発明の実施例が添附図を用いて次に詳細に説
明される。
明される。
第１ａおよび１ｂ図により、中空形材の形態の
容器１を有し、図示されていない工作機械のベツ
ド２に、ねじ結合３により一つの測長系が固着さ
れている。工作機械の往復台４には、連行体６を
有する組付台５が任意の態様で固着され、この組
付台は刀身状に薄くなつた部分７を介してスリツ
ト８を貫通し、他の部分は完全に閉鎖された容器
１の内部に侵入し、その際スリツト８に設けられ
た気密唇９は容器１の内部に汚染が侵入するのを
阻止している。容器１の一方の内面には尺度１０
が弾性を有する接着層１１により取付けられ、該
尺度上には走査単位１２がローラー１３を介して
支えられそして、公知であり、図示されていない
が、照明装置と光電要素とから成る装置によつ
て、尺度１０の目盛り１４を走査し、目盛り１４
を走査する際、走査単位１２によつて得られる周
期的なアナログ信号は、往復台４とベツド２の間
の相対的な位置をデイジタル的に告知するため
の、図示されていない評価／告知単位に供給され
る。ベツド２に関する往復台４の相対運動は連行
体６により走査単位１２に伝達される。
容器１を有し、図示されていない工作機械のベツ
ド２に、ねじ結合３により一つの測長系が固着さ
れている。工作機械の往復台４には、連行体６を
有する組付台５が任意の態様で固着され、この組
付台は刀身状に薄くなつた部分７を介してスリツ
ト８を貫通し、他の部分は完全に閉鎖された容器
１の内部に侵入し、その際スリツト８に設けられ
た気密唇９は容器１の内部に汚染が侵入するのを
阻止している。容器１の一方の内面には尺度１０
が弾性を有する接着層１１により取付けられ、該
尺度上には走査単位１２がローラー１３を介して
支えられそして、公知であり、図示されていない
が、照明装置と光電要素とから成る装置によつ
て、尺度１０の目盛り１４を走査し、目盛り１４
を走査する際、走査単位１２によつて得られる周
期的なアナログ信号は、往復台４とベツド２の間
の相対的な位置をデイジタル的に告知するため
の、図示されていない評価／告知単位に供給され
る。ベツド２に関する往復台４の相対運動は連行
体６により走査単位１２に伝達される。
第２図によれば、目盛り誤差および／または機
械案内誤差を補正するため、透明な尺度１０上の
目盛り１４の傍に、本発明により、誤差の経過に
従つて補正情報を磁気的に記録するための磁化可
能なトラツクの形態の２つの補正トラツク１５，
１６が設けられており、これらのトラツクはそれ
ぞれ、走査単位１２のホール素子１７，１８によ
り走査される。これらのホール素子１７，１８は
本来のホール発電器H1，H2と磁気回路のための
鉄片２１，２２から成り立つている。補正トラツ
ク１５，１６は磁化可能な箔から成り立ち、該箔
は尺度１０上に、目盛り１４に平行に取付けられ
ている。この磁化可能な箔は、１周期の長さがＬ
の周期以内において、一定の典型に従つて、或時
は正方向に飽和するまで磁化され、或時は負方向
に飽和するまで磁化されている。補正トラツク１
５に示した矢印は磁化ベクトルＭを示す（補正ト
ラツク１６には示されていない）。第３図には補
正トラツク１５の磁化により発生する磁気誘導Ｂ
が測定道程ｘの関数として示されている。
械案内誤差を補正するため、透明な尺度１０上の
目盛り１４の傍に、本発明により、誤差の経過に
従つて補正情報を磁気的に記録するための磁化可
能なトラツクの形態の２つの補正トラツク１５，
１６が設けられており、これらのトラツクはそれ
ぞれ、走査単位１２のホール素子１７，１８によ
り走査される。これらのホール素子１７，１８は
本来のホール発電器H1，H2と磁気回路のための
鉄片２１，２２から成り立つている。補正トラツ
ク１５，１６は磁化可能な箔から成り立ち、該箔
は尺度１０上に、目盛り１４に平行に取付けられ
ている。この磁化可能な箔は、１周期の長さがＬ
の周期以内において、一定の典型に従つて、或時
は正方向に飽和するまで磁化され、或時は負方向
に飽和するまで磁化されている。補正トラツク１
５に示した矢印は磁化ベクトルＭを示す（補正ト
ラツク１６には示されていない）。第３図には補
正トラツク１５の磁化により発生する磁気誘導Ｂ
が測定道程ｘの関数として示されている。
ホール素子１７の長さもＬに等しいから（第２
ａ図）、ホール発電器H1の出力端には、ホール電
圧UH1＝BoC−Bo（Ｌ−Ｃ）＝Bo（2C−Ｌ）が２種
類の磁気誘導±Boの１周期内の平均値としてあ
らわれる。ホール素子１７の長さＬが磁化Ｍの周
期性Ｌと合致しているため、ホール素子１７が移
動しそして電けん操作比Ｃ／Ｌが一定であれば、
ホール素子１７から発生するホール電圧UH1は変
化しない。１周期Ｌ以内の電けん操作比Ｃ／Ｌが
変化すればホール電圧UH1は変化する。
ａ図）、ホール発電器H1の出力端には、ホール電
圧UH1＝BoC−Bo（Ｌ−Ｃ）＝Bo（2C−Ｌ）が２種
類の磁気誘導±Boの１周期内の平均値としてあ
らわれる。ホール素子１７の長さＬが磁化Ｍの周
期性Ｌと合致しているため、ホール素子１７が移
動しそして電けん操作比Ｃ／Ｌが一定であれば、
ホール素子１７から発生するホール電圧UH1は変
化しない。１周期Ｌ以内の電けん操作比Ｃ／Ｌが
変化すればホール電圧UH1は変化する。
測長系の走査単位１２は、尺度１０の目盛り１
４を光電的に走査する際、最大振巾ａの正確に正
弦波状の２つのアナログ信号（例えば電圧又は電
流） U1＝asinx および U2＝acosx (1) を発生するものとしよう。これらの信号は測定方
向判別のため90゜だけ位相がずれている。目盛り
１４に誤差がある時には、双方のアナログ信号
U1，U2の位相が補正されなければならない。即
ち補正されたアナログ信号は U1′＝asin（ｘ＋ψ） ＝asinxcosψ＋acosxsinψ U2′＝acos（ｘ＋ψ） ＝acosxcosψ−asinxsinψ (2) 式(1)を式(2)に挿入すれば U1′＝U1cosψ＋U2sinψ U2′＝U2cosψ−U1sinψ (3) が得られる。
４を光電的に走査する際、最大振巾ａの正確に正
弦波状の２つのアナログ信号（例えば電圧又は電
流） U1＝asinx および U2＝acosx (1) を発生するものとしよう。これらの信号は測定方
向判別のため90゜だけ位相がずれている。目盛り
１４に誤差がある時には、双方のアナログ信号
U1，U2の位相が補正されなければならない。即
ち補正されたアナログ信号は U1′＝asin（ｘ＋ψ） ＝asinxcosψ＋acosxsinψ U2′＝acos（ｘ＋ψ） ＝acosxcosψ−asinxsinψ (2) 式(1)を式(2)に挿入すれば U1′＝U1cosψ＋U2sinψ U2′＝U2cosψ−U1sinψ (3) が得られる。
上記の如く補正されたアナログ信号を得ために
は、第４図に示した如く、走査単位１２から得ら
れる周期的な２つのアナログ信号U1，U2に、式
(3)により、それぞれ因子Sinψ，cosψを乗算器
M1，M2，M3，M4の中で掛け算を行いそして引
続き加算器A1，A2の中で加算する。この際角ψ
は２つのアナログ信号U1，U2の位相を補正する
量である。
は、第４図に示した如く、走査単位１２から得ら
れる周期的な２つのアナログ信号U1，U2に、式
(3)により、それぞれ因子Sinψ，cosψを乗算器
M1，M2，M3，M4の中で掛け算を行いそして引
続き加算器A1，A2の中で加算する。この際角ψ
は２つのアナログ信号U1，U2の位相を補正する
量である。
格子常数がｇである尺度では
ｘ＝2πs／ｇ
ψ＝2πf／ｇ
但しｓは尺度に対する走査単位の推移量であ
り、ｆは位相の補正を意味する。誤差補正のた
め、２つの因子sinψ，cosψが、測定道程ｘの関
数として、尺度１０の目盛り１４に沿つた２つの
補正トラツク１５，１６（第２ｂ図）から得られ
る。補正信号sinψ，cosψを得るため補正トラツ
ク１５，１６をホール素子１７，１８で走査する
ことは、必要な乗算過程を簡単に実施できる特徴
を提供する。第５図により、図示されていない走
査単位１２の光電要素は、尺度１０の目盛り１４
を走査する際式(1)に類似し、誤差をともなつた光
電流 J1＝asinx J2＝acosx を発生する。
り、ｆは位相の補正を意味する。誤差補正のた
め、２つの因子sinψ，cosψが、測定道程ｘの関
数として、尺度１０の目盛り１４に沿つた２つの
補正トラツク１５，１６（第２ｂ図）から得られ
る。補正信号sinψ，cosψを得るため補正トラツ
ク１５，１６をホール素子１７，１８で走査する
ことは、必要な乗算過程を簡単に実施できる特徴
を提供する。第５図により、図示されていない走
査単位１２の光電要素は、尺度１０の目盛り１４
を走査する際式(1)に類似し、誤差をともなつた光
電流 J1＝asinx J2＝acosx を発生する。
この電流J1，J2は増巾器V1，V2で増巾されそ
してVJ1，VJ2の信号となつてホール発電器H1，
H2に供給される。この際Ｖは増巾器V1，V2の増
巾率である。
してVJ1，VJ2の信号となつてホール発電器H1，
H2に供給される。この際Ｖは増巾器V1，V2の増
巾率である。
ホール発電器H1，H2から得られるホール電圧
UH1，UH2は、電流J1，J2と、磁化された補正トラ
ツク１５，１６によつて発生した誤差の経過の関
数である磁気誘導の積としてあらわれる。従つて
（KH＝ホール定数として） UH1＝VJ1B1（ｘ）KH− UH2＝VJ2B2（ｘ）KH＝ となる。
UH1，UH2は、電流J1，J2と、磁化された補正トラ
ツク１５，１６によつて発生した誤差の経過の関
数である磁気誘導の積としてあらわれる。従つて
（KH＝ホール定数として） UH1＝VJ1B1（ｘ）KH− UH2＝VJ2B2（ｘ）KH＝ となる。
誤差補正のためには補正信号は式(3)に対応して
次の様な径過を持つていなければならない。即ち B1（ｘ）＝B0sinψ（ｘ） B2（ｘ）＝B0cosψ（ｘ） ホール電圧UH1，UH2は式(3)により、差働増巾
器D1，D2，D3，D4を介して加算器A3，A4に導か
れ、補正されたアナログシグナルU1′，U2′が得ら
れる。
次の様な径過を持つていなければならない。即ち B1（ｘ）＝B0sinψ（ｘ） B2（ｘ）＝B0cosψ（ｘ） ホール電圧UH1，UH2は式(3)により、差働増巾
器D1，D2，D3，D4を介して加算器A3，A4に導か
れ、補正されたアナログシグナルU1′，U2′が得ら
れる。
磁化された補正トラツク１５，１６は、図示さ
れていない態様で、磁場板によつて走査されるこ
とも可能である。尺度の目盛りを光電的に走査す
る装置と結合した、特に好都合な配置は、尺度が
磁化可能な材料（例えば鋼）から成り立つている
場合に得られる。この様な尺度は、落射光線測定
系の場合にのみ使用可能であるが、光学的目盛り
情報と磁気補正情報とを同時に担持することが可
能である。
れていない態様で、磁場板によつて走査されるこ
とも可能である。尺度の目盛りを光電的に走査す
る装置と結合した、特に好都合な配置は、尺度が
磁化可能な材料（例えば鋼）から成り立つている
場合に得られる。この様な尺度は、落射光線測定
系の場合にのみ使用可能であるが、光学的目盛り
情報と磁気補正情報とを同時に担持することが可
能である。
別の可能性は、強磁性でない材料（例えば導磁
率の小さなそして保磁力の少ない材料）から成る
尺度の下に磁化可能な材料から成る層を配置する
ことである。
率の小さなそして保磁力の少ない材料）から成る
尺度の下に磁化可能な材料から成る層を配置する
ことである。
第６図に示した別の形成によれば、透明な尺度
３０上に、目盛り３１の傍に、本発明により２つ
の補正トラツク３２，３３が配置され、これらの
トラツクはそれぞれ光電要素３４，３５により透
過光が走査される。目盛り３１も光電的に走査可
能である。この際誤差の経過に従つて補正情報を
光学的に記録するための上記の補正トラツク３
２，３３は、尺度３０上の透明又は不透明の層か
ら成り立ち、該層はそれらの巾が補正情報に従つ
て変調されている。透明な補正トラツク３２，３
３を不透明な層３６に形成するのは、レーザーを
用いるか又は放電加工によつて行われる。補正信
号は負の符号を持つことも可能であるからその都
度プツシユプル方式が必要となる。従つて補正ト
ラツク３２，３３は補正情報を記録するのに役立
つ。
３０上に、目盛り３１の傍に、本発明により２つ
の補正トラツク３２，３３が配置され、これらの
トラツクはそれぞれ光電要素３４，３５により透
過光が走査される。目盛り３１も光電的に走査可
能である。この際誤差の経過に従つて補正情報を
光学的に記録するための上記の補正トラツク３
２，３３は、尺度３０上の透明又は不透明の層か
ら成り立ち、該層はそれらの巾が補正情報に従つ
て変調されている。透明な補正トラツク３２，３
３を不透明な層３６に形成するのは、レーザーを
用いるか又は放電加工によつて行われる。補正信
号は負の符号を持つことも可能であるからその都
度プツシユプル方式が必要となる。従つて補正ト
ラツク３２，３３は補正情報を記録するのに役立
つ。
補正トラツクはまた、落射光線を用いて光電的
に走査する様に形成することも可能である。
に走査する様に形成することも可能である。
光電的補正トラツクにおいては、すでに前述し
た磁場による補正の場合に記載した如き、パルス
の巾を変化する方法も好都合に行われる。第７図
には透明な尺度４０上に、図示されていない目盛
りの傍に、補正情報を光電的に記録するための２
つの補正トラツク４１，４２が示されており、こ
れらのトラツクは走査単位１２の内部にあつてプ
ツシユプル接続された２つの光電要素４３，４４
によつて走査される。光電要素４３，４４又はそ
れらに対応する走査視野の長さはＬである。補正
トラツク４１，４２も１周期の長さＬを持つてお
り、その際それぞれの周期は１つの透明および１
つの不透明の視野から成り立つている。補正トラ
ツク４１では、不透明（斜線をほどこした）視野
の長さはＣであり、そして透明な視野の長さはＬ
−Ｃである。補正トラツク４２では透明な視野の
長さはＣでありそして不透明（斜線をほどこし
た）視野の長さはＬ−Ｃになつている。従つて差
動的に接続されている光電要素４３，４４は補正
トラツク４１，４２を走査する際電圧Ｕ＝U0（2C
−Ｌ）を与えるが、この電圧は操作比Ｃ／Ｌに依
存し、そしてこの比Ｃ／Ｌが一定であれば、光電
要素４３，４４の運動に関係がない。
た磁場による補正の場合に記載した如き、パルス
の巾を変化する方法も好都合に行われる。第７図
には透明な尺度４０上に、図示されていない目盛
りの傍に、補正情報を光電的に記録するための２
つの補正トラツク４１，４２が示されており、こ
れらのトラツクは走査単位１２の内部にあつてプ
ツシユプル接続された２つの光電要素４３，４４
によつて走査される。光電要素４３，４４又はそ
れらに対応する走査視野の長さはＬである。補正
トラツク４１，４２も１周期の長さＬを持つてお
り、その際それぞれの周期は１つの透明および１
つの不透明の視野から成り立つている。補正トラ
ツク４１では、不透明（斜線をほどこした）視野
の長さはＣであり、そして透明な視野の長さはＬ
−Ｃである。補正トラツク４２では透明な視野の
長さはＣでありそして不透明（斜線をほどこし
た）視野の長さはＬ−Ｃになつている。従つて差
動的に接続されている光電要素４３，４４は補正
トラツク４１，４２を走査する際電圧Ｕ＝U0（2C
−Ｌ）を与えるが、この電圧は操作比Ｃ／Ｌに依
存し、そしてこの比Ｃ／Ｌが一定であれば、光電
要素４３，４４の運動に関係がない。
機械案内誤差と目盛誤差との別の補正が第８図
により説明される。測長系の走査単位が次の様な
誤差をともなつたアナログ信号を与えるものとす
る。
により説明される。測長系の走査単位が次の様な
誤差をともなつたアナログ信号を与えるものとす
る。
U1＝asinx＋a0
U2＝bcos（ｘ＋ψ）＋b0 (4)
但しa0，b0はアナログ信号U1，U2の零点誤差
でありそしてφは２つのアナログ信号U1，U2の
間の（正確には90゜であるべき）位相角の誤差で
ある。更にアナログ信号U1，U2は相異なる振巾
ａ，ｂを持ち、更に目盛りは位相角ψに対応する
誤差を持つているであろう。補正された誤差のな
いアナログ信号は U1 1＝asin（ｘ＋ψ） U2 1＝acos（ｘ＋ψ） (5) と表現される。
でありそしてφは２つのアナログ信号U1，U2の
間の（正確には90゜であるべき）位相角の誤差で
ある。更にアナログ信号U1，U2は相異なる振巾
ａ，ｂを持ち、更に目盛りは位相角ψに対応する
誤差を持つているであろう。補正された誤差のな
いアナログ信号は U1 1＝asin（ｘ＋ψ） U2 1＝acos（ｘ＋ψ） (5) と表現される。
先づ式(4)で表現されている２つのアナログ信号
U1，U2が零点に関して補正される。そのために
は定数a0，b0がアナログ信号U1，U2から減算さ
れる。２つの定数a0，b0はまた測定道程ｘの関数
でもあり、そして尺度上の付加的な２つの補正ト
ラツクから得られる。
U1，U2が零点に関して補正される。そのために
は定数a0，b0がアナログ信号U1，U2から減算さ
れる。２つの定数a0，b0はまた測定道程ｘの関数
でもあり、そして尺度上の付加的な２つの補正ト
ラツクから得られる。
上記の如く補正されたアナログ信号は次の通り
である。
である。
U1 2＝asinX
U2 2＝bcos（ｘ＋ψ） (6)
次にアナログ信号U2 2に対して振巾補正が実施
される。それは ａ／ｂU2 2＝ａ／ｂ（bcos（ｘ＋ψ））＝acos（ｘ＋
ψ） ＝U2 3 (7) 即ちこの補正のため式(6)のU2 2に因子ａ／ｂが
掛算される。
される。それは ａ／ｂU2 2＝ａ／ｂ（bcos（ｘ＋ψ））＝acos（ｘ＋
ψ） ＝U2 3 (7) 即ちこの補正のため式(6)のU2 2に因子ａ／ｂが
掛算される。
振巾補正されたアナログ信号U2 3は次に位相φ
に関して補正される。それは U2 3＝acos（ｘ＋ψ）＝acosxcosψ−asinxsinψ (8) これから acosx＝（U2 3＋asinxsinψ）／cosφ (9) が得られる。補正値φが小さい場合にはcosψ〜
１と置けるから、 U2 4＝acosx＝U2 3＋asinxsinψ ＝ａ／ｂU2 2＋U1 2sinψ (10) 今や信号U1 2とU2 4を用いて位相φに関する補
正が実施される。式(5)から U1 1＝asinxcosψ＋acosxsinψ ＝U1 2cosψ＋U2 4sinψ U2 1＝acosxcosψ−asinxsinψ (11) ＝U2 4cosψ−U1 2sinψ が得られ、従つて補正のためには補正信号a0，
b0，ａ／ｂ，sinψ，sinψ，cosψが必要であるが、
それらはそれぞれ尺度上の補正トラツクにより得
られる。
に関して補正される。それは U2 3＝acos（ｘ＋ψ）＝acosxcosψ−asinxsinψ (8) これから acosx＝（U2 3＋asinxsinψ）／cosφ (9) が得られる。補正値φが小さい場合にはcosψ〜
１と置けるから、 U2 4＝acosx＝U2 3＋asinxsinψ ＝ａ／ｂU2 2＋U1 2sinψ (10) 今や信号U1 2とU2 4を用いて位相φに関する補
正が実施される。式(5)から U1 1＝asinxcosψ＋acosxsinψ ＝U1 2cosψ＋U2 4sinψ U2 1＝acosxcosψ−asinxsinψ (11) ＝U2 4cosψ−U1 2sinψ が得られ、従つて補正のためには補正信号a0，
b0，ａ／ｂ，sinψ，sinψ，cosψが必要であるが、
それらはそれぞれ尺度上の補正トラツクにより得
られる。
次の処置が必要である。
U1 2＝U1−a0
零点補正
U2 2＝U2−b0
U2 3＝ａ／ｂU2 2 振巾補正
U2 4＝U2 3＋U1 2sinψ 位相角補正
〔U2 4＝（U2 3＋U1 2sinψ）／cosψ
補正角が大なる場合〕 U1 1＝U1 2cosψ＋U2 4sinψ
機械誤差および目盛り U2 1＝U2 4cosψ−U1 2sinψ 誤差補正 ２つの信号U1，U2間のアナログ信号の間の位
相角補正ψが大であり、従つてcosψ〜１が成り
立たない場合には式(10)の代りに U2 4＝１／cosψ（U2 3＋asin×sinψ） ＝ａ／bcosψU2 2＋U1 2tanψ (12) と書き換えられる。従つて更に付加的な補正信号
１／cosψが必要であり、この信号は別の補正ト
ラツクから得られる。その際補正信号をsinψと
１／cosψに又はtanψと１／cosψに又はａ／
bcosψとtanψに分割するのは選択的に可能であ
る。
補正角が大なる場合〕 U1 1＝U1 2cosψ＋U2 4sinψ
機械誤差および目盛り U2 1＝U2 4cosψ−U1 2sinψ 誤差補正 ２つの信号U1，U2間のアナログ信号の間の位
相角補正ψが大であり、従つてcosψ〜１が成り
立たない場合には式(10)の代りに U2 4＝１／cosψ（U2 3＋asin×sinψ） ＝ａ／bcosψU2 2＋U1 2tanψ (12) と書き換えられる。従つて更に付加的な補正信号
１／cosψが必要であり、この信号は別の補正ト
ラツクから得られる。その際補正信号をsinψと
１／cosψに又はtanψと１／cosψに又はａ／
bcosψとtanψに分割するのは選択的に可能であ
る。
補正されたアナログ信号U1 1，U2 1を、誤差を
含んだアナログ信号U1，U2から、乗算器M5〜
M11を用い、加算器A5〜A9を用いて得られるこ
とは第８図により容易に判明する。これらの数学
的処置は評価単位の中の通常の構成要素を用いて
実施可能である。
含んだアナログ信号U1，U2から、乗算器M5〜
M11を用い、加算器A5〜A9を用いて得られるこ
とは第８図により容易に判明する。これらの数学
的処置は評価単位の中の通常の構成要素を用いて
実施可能である。
補正トラツクは補正情報の誘導的又は容量的な
記録として形成されることも可能である。
記録として形成されることも可能である。
上記の補正装置は磁気的、誘導的および容量的
位置測定系においても適用可能である。
位置測定系においても適用可能である。
第１ａ，ｂ図は測長系の横断面と縦断面図を示
し、第２ａ，ｂ，ｃ図は磁気補正を有する尺度の
３つの正面図を示し、第３図は１つの機能を示す
線図、第４図は誤差補正のためのブロツク結線
図、第５図は第４図にホール素子を加えたブロツ
ク結線図、第６図は光電的補正のための尺度、第
７図は光電的補正のための別の尺度、第８図は誤
差補正のための別のブロツク結線図を示す。 図において、１０；３０；４０……尺度、１２
……走査単位、１４；３１……目盛り、１５，１
６……補正トラツク、１７，１８……ホール素
子、３２，３３；４１，４２……補正トラツク、
３４，３５；４３，４４……光電要素、３６……
層、U1，U2；J1，J2……アナログ信号。
し、第２ａ，ｂ，ｃ図は磁気補正を有する尺度の
３つの正面図を示し、第３図は１つの機能を示す
線図、第４図は誤差補正のためのブロツク結線
図、第５図は第４図にホール素子を加えたブロツ
ク結線図、第６図は光電的補正のための尺度、第
７図は光電的補正のための別の尺度、第８図は誤
差補正のための別のブロツク結線図を示す。 図において、１０；３０；４０……尺度、１２
……走査単位、１４；３１……目盛り、１５，１
６……補正トラツク、１７，１８……ホール素
子、３２，３３；４１，４２……補正トラツク、
３４，３５；４３，４４……光電要素、３６……
層、U1，U2；J1，J2……アナログ信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２つの対象物の相対位置を測定するため、１
つの尺度が１つの対象物に結合しそして該尺度の
目盛りが走査単位により走査され、該走査単位は
別の対象物に結合しており、そして目盛りを走査
することによつて走査単位から得られる周期的な
アナログ信号が評価単位に供給される精密機械又
は精密装置の位置測定系における誤差補正、特に
機械誤差および／または目盛り誤差補正のための
装置において、尺度１０；３０；４０の目盛１
４；３１には光学的、磁気的又は電気的補正情報
を所有している補正トラツク１５，１６；３２，
３３；４１；４２が付設されていること、および
走査単位１２の要素１７，１８；３４，３５；４
３，４４により上記補正情報から電気的なアナロ
グ補正信号が得られることおよびアナログ測定信
号U1，U2；J1，J2の誤差を含んだ媒介変数を補
正するため、評価単位の中の通常の構成要素であ
る加算器と乗算器Ａ，Ｍを用いて上記アナログ補
正信号が上記アナログ測定信号U1，U2；J1，J2
に重畳させられることを特徴とする補正装置。 ２ 補正トラツク１５，１６は磁化可能な箔から
形成されている、特許請求の範囲１に記載の装
置。 ３ 補正トラツク１５，１６は磁化可能な層から
形成されている、特許請求の範囲１に記載の装
置。 ４ 補正トラツク１５，１６はパルスの巾によつ
て変調されるように構成した、特許請求の範囲１
に記載の装置。 ５ 補正トラツク１５，１６はホール素子１７，
１８によつて走査されるように構成した、特許請
求の範囲１に記載の装置。 ６ 補正トラツク１５，１６は磁場板によつて走
査されるように構成した、特許請求の範囲１に記
載の装置。 ７ ホール素子１７，１８および磁場板の長さＬ
は補正トラツク１５，１６の周期の長さＬに合致
している、特許請求の範囲１または５または６に
記載の装置。 ８ 尺度は磁化可能な材料、特に鋼から成り立つ
ている、特許請求の範囲１に記載の装置。 ９ 補正トラツク３２，３３；４１，４２は走査
単位１２の光電要素３４，３５；４３，４４によ
り、透過光又は落射光線で走査されるように構成
した、特許請求の範囲１に記載の装置。 １０ 補正トラツク３２，３３は不透明な層３６
に透明な条痕として形成されている、特許請求の
範囲１に記載の装置。 １１ 補正トラツク３２，３３は振幅変調されて
いる、特許請求の範囲１に記載の装置。 １２ 透明な条痕はレーザー又は放電加工により
形成されるように構成した、特許請求の範囲１０
に記載の装置。 １３ 補正トラツク４１，４２はパルスの巾によ
つて変調されるように構成した、特許請求の範囲
１に記載の装置。 １４ パルスの巾による変調は、１周期の長さＬ
を有する周期内における不透明および透明な視野
により実現されるように構成した、特許請求の範
囲１に記載の装置。 １５ 光電要素４３，４４の長さＬは補正トラツ
ク４１，４２の１周期の長さＬに合致している、
特許請求の範囲１又は９又は１４の何れか一に記
載の装置。 １６ 補正トラツク３２，３３；４１，４２はプ
ツシユプル条痕として形成されている、特許請求
の範囲１に記載の装置。 １７ 補正情報が補正トラツク上に誘導的に記録
されている、特許請求の範囲１に記載の装置。 １８ 補正情報が補正トラツク上に容量的に記録
されている、特許請求の範囲１に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE32010052 | 1982-01-15 | ||
| DE19823201005 DE3201005A1 (de) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Einrichtung zur fehlerkorrektur bei positionsmesssystemen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58123411A JPS58123411A (ja) | 1983-07-22 |
| JPH049241B2 true JPH049241B2 (ja) | 1992-02-19 |
Family
ID=6153085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58003602A Granted JPS58123411A (ja) | 1982-01-15 | 1983-01-14 | 位置測定系における誤差補正装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4490914A (ja) |
| EP (1) | EP0085148B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58123411A (ja) |
| AT (1) | ATE38431T1 (ja) |
| BR (1) | BR8300142A (ja) |
| DE (1) | DE3201005A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3208591C2 (de) * | 1982-03-10 | 1986-06-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Digitales elektrisches Längen- oder Winkelmeßsystem |
| DE3216616C2 (de) * | 1982-05-04 | 1985-06-27 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Elektrisches Längen- oder Winkelmeßsystem |
| DE3334398C1 (de) * | 1983-09-23 | 1984-11-22 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Messeinrichtung |
| US4631520A (en) * | 1984-06-08 | 1986-12-23 | Dynamics Research Corporation | Position encoder compensation system |
| DE3566038D1 (en) * | 1984-10-08 | 1988-12-08 | Agie Ag Ind Elektronik | Unit for determining the relative position between two parts for controlling their positions or the displacement thereof and method for actuating said unit |
| WO1988006717A1 (en) * | 1987-02-24 | 1988-09-07 | Renishaw Plc | Scales for position determining apparatus |
| GB2218541B (en) * | 1988-05-11 | 1993-04-21 | Instance Ltd David J | Method of and apparatus for producing labels |
| DE4242145A1 (de) * | 1992-12-14 | 1994-06-16 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Ausgleich eines Fehlwinkels zwischen einem cosinus- und einem sinusförmigen, lageabhängigen Meßsignal bei einem Winkelgeber bzw. einem Linearmaßstab |
| DE59408656D1 (de) * | 1993-06-22 | 1999-09-30 | Busch Dieter & Co Prueftech | Verfahren und vorrichtung zum feststellen des zustandes von maschinen mit mehreren messstellen |
| ATE135814T1 (de) * | 1993-11-09 | 1996-04-15 | Siemens Ag | Verfahren zur korrektur des phasenfehlers bei der auswertung von inkrementalgebern mit sinusförmigen ausgangssignalen |
| DE19548385C2 (de) * | 1995-12-22 | 1998-11-12 | Siemens Ag | Verfahren zur Ermittlung der Winkelposition einer Drehachse eines Gegenstandes durch einen Rechner |
| DE19641035C2 (de) * | 1996-10-04 | 1999-09-16 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Vorrichtung und Verfahren zur Positionsmessung |
| DE19712622C5 (de) * | 1997-03-26 | 2010-07-15 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Anordnung und Verfahren zur automatischen Korrektur fehlerbehafteter Abtastsignale inkrementaler Positionsmeßeinrichtungen |
| EP1006342B1 (de) | 1998-12-03 | 2003-09-03 | Schneeberger Holding AG | Markierungsverfahren von Messspuren |
| DE19950902A1 (de) | 1999-10-22 | 2001-05-23 | Ds Technologie Werkzeugmaschb | System und Verfahren zur Steuerung einer Positioniereinrichtung, insbesondere von Stellantrieben bei Werkzeugmaschinen, sowie Phasenmischvorrichtung |
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| CN1293363C (zh) * | 2005-03-29 | 2007-01-03 | 中国科学院力学研究所 | 一种坡体表面位移测量方法和装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS49129557A (ja) * | 1973-04-12 | 1974-12-11 | ||
| JPS5017668A (ja) * | 1973-05-14 | 1975-02-25 |
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-
1982
- 1982-01-15 DE DE19823201005 patent/DE3201005A1/de active Granted
- 1982-11-19 AT AT82110706T patent/ATE38431T1/de not_active IP Right Cessation
- 1982-11-19 EP EP82110706A patent/EP0085148B1/de not_active Expired
-
1983
- 1983-01-04 US US06/455,604 patent/US4490914A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-01-13 BR BR8300142A patent/BR8300142A/pt not_active IP Right Cessation
- 1983-01-14 JP JP58003602A patent/JPS58123411A/ja active Granted
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|---|---|---|---|---|
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