JPH05133764A - Position sensing device - Google Patents

Position sensing device

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JPH05133764A
JPH05133764A JP32151691A JP32151691A JPH05133764A JP H05133764 A JPH05133764 A JP H05133764A JP 32151691 A JP32151691 A JP 32151691A JP 32151691 A JP32151691 A JP 32151691A JP H05133764 A JPH05133764 A JP H05133764A
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Mitsuhiro Funatsu
Kazuya Sakamoto
和也 坂元
満廣 船津
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S G:Kk
株式会社エスジー
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Abstract

PURPOSE:To output the position data certainly without occurrence of data omission phenomena in sensing the moving position of a high-speed moving body. CONSTITUTION:An absolute position sensing means in phase shift system samples the change of magnetic resistance generated with movement of a moving body at certain periods according to the speed of a moving body in the form of change in the electric phase angle of output AC signals, and the values from sampling are outputted as the absolute position data of the moving body. A difference calculating means 22 calculates the difference between the previous value and current value of the absolute position data outputted at every sampling timing from the absolute position sensing means. A pulse generating means 26 subtracts the specific marginal time from the sampling period and produces evenly a certain number of pulses corresponding to the difference value within the time subtracted. A position data generating means 27 emits one by one the interpolating position data between the previous value and current value of the absolute position data in accordance with the input of pulses from the pulse generating means 26, and thus absolute position data with no omission is produced.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、移動体の移動によって生じた磁気抵抗変化を出力交流信号の電気的位相角の変化として検出する位相シフト方式の位置検出装置に関する。 The present invention relates to a position detecting device of the phase shift method of detecting a change in magnetic resistance caused by the movement of the moving body as a change in electrical phase angle of the output AC signal.

【0002】 [0002]

【従来の技術】磁気抵抗変化を利用した位置検出装置としてはマイクロシンといわれる回転形差動トランスが従来からよく知られている。 Rotary differential transformer called a micro-thin is well known in the art as the Related Art position detection device utilizing a magneto-resistance change. これは、回転位置を電圧レベルに変換するものであるため、外乱による影響を受け易くて誤差が生じ易いという欠点を有する。 This is because it is intended to convert the rotational position into a voltage level, has the disadvantage of easily errors occur easily affected by disturbance. 例えば、温度変化の影響を受けてコイルの抵抗が変化し、これによって検出信号レベルが変動したり、また、検出器からその検出信号を利用する回路までの信号伝送路におけるレベルの減衰量がその伝送距離によってまちまちであり、さらに、ノイズによるレベル変動がそのまま検出誤差となって顕れてしまうなどといった欠点を有している。 For example, the resistance of the coil changes under the influence of temperature change, whereby or change detection signal level, also the attenuation level in the signal transmission path from the detector to circuitry utilizing the detection signal thereof a mixed by transmission distance, further, has drawbacks such as the level variation due to noise is manifested as it becomes a detection error.

【0003】そこで、本発明の出願人は、外乱等による出力レベル変動に影響されることなく正確に回転位置を検出することのできる位相シフト方式の回転位置検出装置を先に提案している(特開昭57−60212号公報、特開昭57−88317号公報、特公昭62−58 [0003] Therefore, the applicant of the present invention proposes a rotary position detecting device of the phase shift method that can accurately detect the rotational position without being affected by the output level variation due to disturbance or the like previously ( JP-A-57-60212, JP-Sho 57-88317, JP-B-62-58
445号公報等)。 445 JP, etc.). また、本発明の出願人は、この回転位置検出装置と同様の原理による位相シフト方式の直線位置検出装置も提案している(実開昭57−13462 Further, the applicant of the present invention are also proposed linear position detecting device of the phase shift method based on the same principle as the rotational position detecting device (Japanese Utility Model 57-13462
2号公報、実開昭57−151503号公報、実開昭5 2, JP-Utility Model 57-151503, JP-Utility Model 5
7−135917号公報、実開昭58−136718号公報又は実開昭59−175105号公報)。 7-135917, JP-Utility Model 58-136718 discloses or Japanese Utility Model 59-175105 discloses).

【0004】図4は、本発明の出願人が先に提案した回転位置検出装置の概略構成を示す図である。 [0004] Figure 4, the applicant of the present invention is a diagram showing a schematic configuration of a rotation position detecting device previously proposed. 図4の回転位置検出装置は、回転軸の垂直方向(回転軸を中心とする法線方向)に突出した複数の極A〜Dが円周方向に所定間隔(90度)で設けられたステータ11aと、各極A〜Dによって取り囲まれたステータ11aの空間内に挿入されたロータ11bとを備えている。 Figure 4 of the rotational position detecting device, a stator having a plurality of poles A~D protruding (normal direction around the rotation axis) vertical axis of rotation are provided at predetermined intervals (90 degrees) in the circumferential direction It comprises a 11a, a rotor 11b which is inserted into the space of the stator 11a surrounded by the pole to D. すなわち、ステータ11aは、ロータ11bの外周面に対向して設けられている。 That is, the stator 11a is provided to face the outer circumferential surface of the rotor 11b.

【0005】ロータ11bは、回転角度に応じて各極A [0005] The rotor 11b, each pole A in accordance with the rotation angle
〜Dのリラクタンスを変化させる形状及び材質からなり、一例として回転軸に対して中心の偏心した円柱体で構成されている。 Consists shape and material changes the reluctance to D, is constituted by an eccentric cylindrical body centered with respect to the rotation axis as an example. ステータ11aの各極A〜Dには、1 Each pole A~D of the stator 11a, 1
次コイル1A〜1D及び2次コイル2A〜2Dがそれぞれ巻回されている。 Next coil 1A~1D and the secondary coil 2A~2D are wound, respectively. そして、ロータ11bを挟んで互いに対向する2つの極Aと極Cの第1の対及び極Bと極D The first pair and pole B and pole D pole C and two poles A facing each other across the rotor 11b
の第2の対は差動的に動作するようにコイルが巻かれて、かつ差動的なリラクタンス変化が生じるように構成されている。 Second pair of which is configured to set around the coil to operate differentially, and the differential reluctance changes occur.

【0006】第1の極の対(極A,C)に巻かれている1次コイル1A及び1Cは、正弦波信号sinωtで励磁され、第2の極の対(極B,D)に巻かれている1次コイル1B及び1Cは余弦波信号cosωtで励磁されている。 [0006] The first electrode pair (pole A, C) 1 wound on the primary coil 1A and 1C are excited by a sine wave signal sin .omega.t, second pair of poles (pole B, D) to the winding the primary coil 1B and 1C are he is excited by cosine wave signal cos .omega.t. その結果、2次コイル2A〜2Dからは、それらの合成出力信号Yが得られる。 As a result, from the secondary coil 2A-2D, their combined output signal Y is obtained. この合成出力信号Y The combined output signal Y
は、図6に示すように、基準信号となる1次交流信号(1次コイルの励磁信号)sinωtに対して、ロータ11bの回転角度θに応じた電気的位相角度だけ位相シフトした信号Y=sin(ωt−θ)である。 As shown in FIG. 6, with respect to sin .omega.t (excitation signal of the primary coil) a primary alternating current signal as a reference signal, only electrical phase angle corresponding to the rotation angle θ of the rotor 11b phase shifted signals Y = it is a sin (ωt-θ).

【0007】上述のような誘導型の位相シフト方式の位置センサを用いる場合には、1次交流信号sinωt又はcosωtを発生する基準信号発生部と、合成出力信号Yの電気的位相ずれθを測定しロータ11bの位置データを算出する位相差検出部とからなる位置センサ変換手段が必要である。 [0007] In the case of using the position sensor of the induction type phase-shift method as described above, the measurement and reference signal generator for generating a primary alternating current signal sinωt or cos .omega.t, the electrical phase shift θ of the composite output signal Y position sensor converter section comprising a phase difference detector for calculating the position data of the rotor 11b and is required. 図5はこの位置センサ変換手段の一構成例を示す図である。 Figure 5 is a diagram showing an example of the configuration of the position sensor converter section. 図5において、位置センサ変換手段は基準交流信号sinωt及びcosωtを発生する基準信号発生部と、2次コイル2A〜2Dの相互誘導電圧Y=sin(ωt−θ)と基準交流信号sinωt 5, the position sensor converter section is a reference signal generator for generating a reference AC signal sinωt and cos .omega.t, mutual induction voltage Y = sin secondary coil 2A~2D (ωt-θ) between the reference AC signal sinωt
との間の位相差(位相ずれ量)Dθを検出する位相差検出部とからなる。 Comprising a phase difference the phase difference detecting unit for detecting (phase shift amount) D? Between.

【0008】基準信号発生部はクロック発振器12、同期カウンタ13、ROM14a,14b、D/A変換器15a,15b及びアンプ16a,16bからなり、位相差検出部はアンプ17、ゼロクロス回路18及びラッチ回路19からなる。 [0008] reference signal generator is a clock oscillator 12, synchronous counter 13, ROM14a, 14b, D / A converters 15a, 15b and amplifiers 16a, consists 16b, the phase difference detecting unit amplifier 17, zero cross circuit 18 and a latch circuit consisting of 19. クロック発振器12は高速の正確なクロック信号CLxを発生するものであり、このクロック信号に基づいて他の回路は動作する。 Clock oscillator 12 is intended to generate a high-speed accurate clock signal CLx, other circuits on the basis of the clock signal is operated. クロック信号CLxの周波数fxは40.96MHzである。 Frequency fx of the clock signal CLx is 40.96MHz.

【0009】同期カウンタ13はクロック発振器12のクロック信号CLxをカウントする巡回型のカウンタであり、そのカウント値Nyをアドレス信号としてROM [0009] synchronous counter 13 is a cyclic counter for counting the clock signal CLx of the clock oscillator 12, ROM its count value Ny as an address signal
14a,14b及び位相差検出部のラッチ回路19に出力する。 14a, and outputs to the latch circuit 19 of 14b and the phase difference detection section. 同期カウンタ13の巡回カウント値(最大カウント値)Nxによって、基準交流信号sinωtの周波数、即ち1次キャリア周波数fcが決まる。 The cyclic count value of the synchronous counter 13 (maximum count) Nx, the frequency of the reference AC signal sin .omega.t, i.e. primary carrier frequency fc is determined. 巡回カウント値Nxが4096の場合は、1次キャリア周波数fc For cyclic count value Nx is 4096, the primary carrier frequency fc
は10kHz(=40.96MHz÷4096)であり、巡回カウント値Nxが8192の場合は、1次キャリア周波数fcは5kHz(=40.96MHz÷81 Is 10kHz (= 40.96MHz ÷ 4096), when cyclic count value Nx is 8192, the primary carrier frequency fc is 5kHz (= 40.96MHz ÷ 81
92)である。 It is 92). 即ち、1次キャリア周波数fcはクロック発振器12の発振周波数fxと、同期カウンタ13の巡回カウント値Nxによって決まる。 That is, the primary carrier frequency fc and the oscillation frequency fx of the clock oscillator 12, determined by the cyclic count value Nx of the synchronous counter 13. 図6は、巡回カウント値Nxが8192の場合を示す。 Figure 6 is a cyclic count value Nx indicates the case of 8192.

【0010】ROM14a及び14bは基準交流信号s [0010] ROM14a and 14b reference AC signal s
inωt及びcosωtに対応した振幅データを記憶しており、同期カウンタ13からのアドレス信号(カウント値Ny)に応じて基準交流信号の振幅データを発生する。 Stores the amplitude data corresponding to inωt and cos .omega.t, generates the amplitude data of the reference AC signal in response to the address signal from the synchronous counter 13 (count value Ny). ROM14aはcosωtの振幅データを、ROM ROM14a is the amplitude data of cosωt, ROM
14bはsinωtの振幅データを記憶している。 14b has stored amplitude data of sin .omega.t. 従って、ROM14a及び14bは同期カウンタ13から同じアドレス信号を入力することによって、2種類の基準交流信号sinωt及びcosωtを出力する。 Therefore, ROM 14a and 14b by inputting the same address signal from the synchronous counter 13, and outputs two kinds of reference AC signal sinωt and cos .omega.t. なお、 It should be noted that,
同じ振幅データのROMを位相のそれぞれ異なるアドレス信号で読み出しても同様に2種類の基準交流信号si Similarly two reference AC signals si also reads the ROM of the same amplitude data in different address signal of the phase
nωt及びcosωtを得ることができる。 It can be obtained nωt and cos .omega.t.

【0011】D/A変換器15a及び15bはROM1 [0011] D / A converters 15a and 15b ROM1
4a及び14bからのデジタルの振幅データをアナログ信号に変換してアンプ16a及び16bに出力する。 The digital amplitude data from 4a and 14b into an analog signal and outputs it to the amplifier 16a and 16b. アンプ16a及び16bはD/A変換器15a及び15b Amplifiers 16a and 16b are D / A converters 15a and 15b
からのアナログ信号を増幅し、それを基準交流信号si Amplifying the analog signal from the reference AC signal si it
nωt及びcosωtとして1次コイル1A,1C及び1B,1Dのそれぞれに印加する。 The primary coil 1A as nωt and cos .omega.t, 1C and 1B, is applied to each of the 1D. 同期カウンタ13の巡回カウント値がNxの場合、そのカウント値Nxが基準交流信号の最大位相角2πラジアン(360度)に相当する。 If cyclic count value of the synchronous counter 13 is Nx, the count value Nx corresponds to the maximum phase angle 2π radian (360 degrees) of the reference AC signal. すなわち、同期カウンタ13の1カウント値は2π/Nxラジアンの位相角に相当する。 That is, one count value of the synchronous counter 13 corresponds to the phase angle of 2 [pi / Nx radian.

【0012】アンプ17は2次コイル2A〜2Dに誘起された2次電圧の合成値を増幅して、ゼロクロス回路1 [0012] Amplifier 17 amplifies the composite value of the induced secondary voltage in the secondary coil 2A-2D, the zero-crossing circuit 1
8に出力する。 And outputs it to the 8. ゼロクロス回路18は回転位置検出装置の2次コイル2A〜2Dに誘起された相互誘導電圧(2 Zero cross circuit 18 mutual induction voltage induced in the secondary coil 2A~2D rotational position detecting device (2
次電圧)に基づいて負電圧から正電圧へのゼロクロス点を検出し、ラッチパルスLPをラッチ回路19に出力する。 Detecting a zero-cross point from negative voltage on the basis of the following voltage) to a positive voltage, and outputs a latch pulse LP to the latch circuit 19.

【0013】ラッチ回路19は基準交流信号の立上りのクロック信号にてスタートした同期カウンタのカウント値をゼロクロス回路18の検出信号(ラッチパルス)L [0013] Detection signals of the latch circuit 19 zero-crossing circuit 18 increments the count value of the synchronization counter which started at the rising edge of the clock signal of the reference AC signal (latch pulse) L
Pの出力時点(ゼロクロス点)でラッチする。 Latching the output time of P (zero cross point). 従って、 Therefore,
ラッチ回路19にラッチされた値はちょうど基準交流信号と相互誘導電圧(合成2次出力)との間の位相差(位相ずれ量)θに等しい。 Latched value in latch circuit 19 is exactly the phase difference between the reference AC signal and the mutual induction voltage (Synthesis secondary output) (phase shift amount) is equal to theta.

【0014】すなわち、2次コイル2A〜2Dの合成出力信号Y=sin(ωt−θ)は、ゼロクロス回路18 [0014] That is, the combined output signal of the secondary coil 2A~2D Y = sin (ωt-θ), the zero cross circuit 18
に与えられる。 It is given to. ゼロクロス回路18は合成出力信号Yの電気位相角がゼロのタイミングに同期してラッチパルスLPをラッチ回路19に出力する。 Zero-crossing circuit 18 outputs the latch pulse LP to the latch circuit 19 electric phase angle of the composite output signal Y in synchronization with the timing of zero. すると、ラッチ回路19は、図6のようにラッチパルスLPの立ち上がりに応じて同期カウンタ13のカウント値Nyをラッチする。 Then, the latch circuit 19 latches the count value Ny of the synchronous counter 13 in response to a rising edge of the latch pulse LP as shown in FIG.

【0015】このとき、同期カウンタ13が一巡する周期と正弦波信号sinωtの1周期Tcとは一致するように設定されているので、ラッチ回路19には基準交流信号sinωtと合成出力信号Y=sin(ωt−θ) [0015] At this time, since it is set to match to the one period Tc of the period and the sine wave signal sinωt synchronous counter 13 makes a round, the combined output signal and the reference AC signal sinωt in the latch circuit 19 Y = sin (ωt-θ)
との位相差θに対応するカウント値Nyがラッチされることとなる。 Count value Ny that corresponds to the phase difference θ between is to be latched. 従って、ラッチ回路19は、ラッチされたカウント値Nyをデジタルの位置データとして出力する。 Accordingly, the latch circuit 19 outputs the latched counted value Ny as digital position data. この位置データNyに2π/Nxを乗じることによって、ロータ11bの回転方向における位置データを算出することができる。 By multiplying the 2 [pi / Nx to the position data Ny, it is possible to calculate the position data in the direction of rotation of the rotor 11b. このように、位相シフト方式の位置検出装置は絶対位置を位相差信号として出力しているので、ノイズの影響を受けにくいという優れた特徴を有している。 Thus, since the position detecting device of the phase shift system outputs the absolute position as a phase difference signal, it has an excellent feature that less susceptible to noise.

【0016】 [0016]

【発明が解決しようとする課題】上述のような位相シフト方式の位置検出装置は、ゼロクロス回路18から出力されるラッチパルスLPに同期して位置データを出力する。 [0005] the position detecting device of the phase shift method as described above, outputs position data in synchronization with the latch pulse LP output from the zero-crossing circuit 18. すなわち、位相シフト方式の位置検出装置は、図6 That is, the position detecting device of the phase shift method, FIG. 6
のクロック発振器12の発振周波数fxが40.96M 40.96M oscillation frequency fx of the clock oscillator 12
Hzで、同期カウンタ13の巡回カウント値Nxが81 In Hz, cyclic count value Nx of the synchronous counter 13 is 81
92の場合だと、1次キャリア周波数fcは5KHzとなり、0.2ms(200μs)毎に位置データを出力し、また、同期カウンタ13の巡回カウント値Nxが4 That's the case of 92, the primary carrier frequency fc is 5KHz, and the output position data for each 0.2 ms (200 [mu] s), also, cyclic count value Nx of the synchronous counter 13 is 4
096の場合だと、1次キャリア周波数fcは10KH If it is the case of 096, the primary carrier frequency fc is 10KH
zとなり、0.1ms(100μs)毎に位置データを出力することとなる。 z becomes, so that the outputs position data every 0.1 ms (100 [mu] s).

【0017】従って、この位相シフト方式の回転位置検出装置をモータの回転軸に取り付けた場合、その回転位置検出装置の基準交流信号sinωtと、その合成出力信号Yとの関係は図7のようになる。 [0017] Therefore, when attaching the rotational position detecting device of the phase shift method to the rotation shaft of the motor, and the reference AC signal sinωt of the rotational position detecting device, as relationships Figure 7 with its combined output signal Y Become. また、位置データDA4〜DA0及びDB4〜DB0はゼロクロス回路1 The position data DA4~DA0 and DB4~DB0 zero-cross circuit 1
8から出力されるラッチパルスLPに同期して約0.2 8 about 0.2 in synchronization with the latch pulse LP output from the
ms毎に出力される。 It is output for each ms.

【0018】基準交流信号sinωtと合成出力信号Y The reference AC signal sinωt and composite output signal Y
との間の位相差は、モータの回転に応じてθ,2θ,3 The phase difference between the, theta in accordance with the rotation of the motor, 2 [Theta], 3
θ・・・のように徐々に大きくなっている。 Gradually increases as θ ···. この位相差θは、ラッチパルスLPに同期して約0.2ms毎にサンプリングされる回転軸の回転角度であり、モータの回転速度に依存する値である。 This phase difference theta, a rotation angle of the rotating shaft to be sampled approximately every synchronization 0.2ms to latch pulse LP, a value that depends on the rotational speed of the motor. 従って、モータ(回転軸) Therefore, the motor (rotation shaft)
の回転速度が大きい場合には位相差θは大きくなり、回転速度が小さい場合には位相差θは小さくなる。 When the rotational speed of large phase difference θ increases, the phase difference θ becomes small when the rotational speed is low.

【0019】図7において、位置データDA4〜DA0 [0019] In FIG. 7, the position data DA4~DA0
は、1次キャリア周波数fcが5KHzでモータの回転速度が30rpmの場合にラッチ回路19から出力される位置データの下位5ビットを示し、位置データDB4 The primary carrier frequency fc represents the lower five bits of position data rotational speed of the motor is outputted from the latch circuit 19 in the case of 30rpm at 5 KHz, the position data DB4
〜DB0はモータの回転速度が40rpmの場合に出力される位置データの下位5ビットをそれぞれ示す。 ~DB0 shows the lower 5 bits of position data rotational speed of the motor is output in case of 40rpm, respectively.

【0020】1次キャリア周波数fcが5KHzでモータの回転速度が30rpmの場合に、0.2msの間に回転移動する回転位置データの値は2π×30÷(60 [0020] The primary carrier frequency fc is when the rotational speed of the motor is 30rpm at 5 KHz, the value of rotational position data rotational movement between 0.2ms 2π × 30 ÷ (60
×5000)=π/5000ラジアンであり、同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値は2π/8192(=π/4096)ラジアンである。 × 5000) was = [pi / 5000 radian, the value of rotational position data corresponding to one count of the synchronous counter 13 is 2π / 8192 (= π / 4096) radians.
すなわち、0.2msの間に回転移動する回転位置データの値の方が同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値よりも小さい。 That is, less than the value of rotational position data towards the value of the rotational position data corresponding to one count of the synchronous counter 13 to rotational movement between the 0.2 ms.

【0021】従って、位置検出装置がラッチパルスLP [0021] Therefore, the position detecting device latch pulse LP
に同期して約0.2ms毎に位置データを出力しても、 Also output location data about every 0.2ms in synchronism with,
位置データとしては変化しない部分が生じる。 Constant portion occurs as position data. 例えば、 For example,
第0及び第1番目のラッチパルスLPでは位置データD 0th and 1st latch pulse LP in the position data D
A4〜DA0は『00000』であり、第5及び第6番目のラッチパルスLPでは、位置データDA4〜DA0 A4~DA0 is "00000", the fifth and sixth latch pulses LP, position data DA4~DA0
は『00100』であり、第11及び第12番目のラッチパルスLPでは位置データDA4〜DA0は『010 Is "00100", 11th and 12th latch pulse LP in the position data DA4~DA0 is "010
01』であり、第16及び第17番目のラッチパルスL It is 01 ", 16 and 17th latch pulse L
Pでは、位置データDA4〜DA0は『01101』であり、第21及び第22番目、第26及び第27番目のラッチパルスLPについても同様に位置データDA4〜 In P, the position data DA4~DA0 is "01101", first 21 and second 22 th, 26 and 27th Similarly positional data DA4~ also latch pulse LP
DA0は変化していない。 DA0 has not changed.

【0022】約0.2ms毎に出力される位置データを観測すると、位置データの変化する部分と変化しない部分とが生じる。 [0022] Upon observing the position data output approximately every 0.2 ms, arise a portion which does not change with changing portion of the position data. これは、実際にモータは一定速度(ここでは30rpm)で回転しているにもかかわらず、位置データ上ではモータの回転速度は変動しているということになる。 This is actually the motor despite rotating at a constant speed (30 rpm in this case), it comes to the rotational speed of the motor fluctuates in the position data.

【0023】一方、1次キャリア周波数fcが5KHz [0023] On the other hand, the primary carrier frequency fc is 5KHz
でモータの回転速度が40rpmの場合に、同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値は同様にπ/4096ラジアンであるが、0.2msの間に回転移動する回転位置データの値は2π×40÷(6 When the rotational speed of the motor is 40rpm in, the value of rotational position data corresponding to one count of the synchronous counter 13 is likewise [pi / 4096 radians of rotation position data rotational movement between 0.2ms the value is 2π × 40 ÷ (6
0×5000)=π/3750ラジアンとなり、回転速度40rpmの場合よりも大きい値である。 0 × 5000) = becomes [pi / 3750 radians, it is larger than the case of the rotational speed 40 rpm. すなわち、 That is,
回転速度40rpmの場合は、0.2msの間に回転移動する回転位置データの値の方が同期カウンタ13の1 If the rotational speed 40rpm is towards the value of the rotational position data rotational movement between the 0.2ms is synchronous counter 13 1
カウント値に相当する回転位置データの値よりも大きくなっている。 It is larger than the value of rotational position data corresponding to the count value.

【0024】従って、前述の回転速度30rpmの場合とは逆にラッチパルスLPの出力毎に位置データが変化して出力されるようになる。 [0024] Therefore, as the position data for each output of the latch pulse LP to the contrary is output changes from that of the rotation speed 30rpm described above. そして、第10番目のラッチパルスLPの時点では位置データDA4〜DA0として『01010』が出力され、第11番目のラッチパルスLPの時点では位置データDA4〜DA0として『0 Then, at the time of 10th latch pulse LP "01010" is output as position data DA4~DA0, "0 as the position data DA4~DA0 at the time of 11th latch pulse LP
1100』が出力される。 1100 "is output. しかしながら、実際には第1 However, in practice the first
0番目の位置データが出力してから第11番目の位置データが出力されるまでの間に位置データDA4〜DA0 0 th position location data until the data is the 11th position data from the output of the output DA4~DA0
として『01011』が出力されなければならないのであるが、『01101』なる位置データは抜け落ちてしまっている。 "01011" is but it is not to be output as, position data to be "01101" is they've fallen out. これは、0.2msの間に回転移動する回転位置データの値の方が同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値よりも大きいために、 This is because towards the value of the rotational position data rotational movement between 0.2ms is greater than the value of rotational position data corresponding to one count of the synchronous counter 13,
生じたものである。 Cause those were. 同様に第21番目と第22番目のラッチパルスLPの間でも位置データ『10111』が抜け落ちている。 Position data "10111" is also among the 21 th and the 22 th latch pulse LP is falling out as well.

【0025】この位置データが抜け落ちるという現象は、回転速度の上昇に応じて顕著に現れ、抜け落ちる位置データの数も回転速度に比例して増加する。 The phenomenon of the position data from falling out is significantly appeared in response to an increase in rotational speed, also increases in proportion to the rotational speed number of position data falling out. なお、このような位置データの抜け落ちる現象が生じる回転速度Nrは、クロック発振器12の発振周波数が40.96 The rotation speed Nr of phenomena falling out of such position data occurs, the oscillation frequency of the clock oscillator 12 40.96
MHzで1次キャリア周波数5KHzの場合には、0. In the case of the primary carrier frequency 5KHz in MHz is 0.
2msの間に回転移動する回転位置データの値と同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値とが等しい時であるから、2π/8192=2π×N Since it is when the value of the rotational position data corresponding to one count of the value of the rotational position data which rotates moving the synchronous counter 13 during 2ms equal, 2π / 8192 = 2π × N
r÷(60×5000)から、Nr=60×5000÷ From r ÷ (60 × 5000), Nr = 60 × 5000 ÷
8192≒36.6rpmである。 8192 is a ≒ 36.6rpm.

【0026】同様にクロック発振器12の発振周波数が40.96MHzで1次キャリア周波数10KHzの場合には、0.1msの間に回転移動する回転位置データの値と同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値とが等しい時であるから、2π/409 [0026] Similarly, when the oscillation frequency of the clock oscillator 12 of the primary carrier frequency 10KHz at 40.96MHz is equivalent to 1 count of the value of the rotational position data which rotates moving the synchronous counter 13 between 0.1ms when because of the value of the rotational position data is equal to, 2 [pi / 409
6=2π×Nr÷(60×10000)から、Nr=6 6 = 2π × from Nr ÷ (60 × 10000), Nr = 6
0×10000÷4096≒146.5rpmである。 0 × is 10000 ÷ 4096 ≒ 146.5rpm.

【0027】このような位置データの抜け落ち現象は、 [0027] The phenomenon fall out of such position data,
位相シフト方式の位置検出装置に特有の問題であり、位相シフト方式の位置検出装置が1次キャリア周波数に同期して出力されるラッチパルスLPに同期してしか位置データを出力できないということに起因している。 A particular problem in the position detecting device of the phase shift method, due to the fact that the position detecting device of the phase shift system is unable to output the position data only in synchronization with the latch pulse LP is output in synchronization with the primary carrier frequency doing. 従って、前述のようにラッチパルスLP毎に位置データが出力しても、位置データが変化しない部分が生じたり、位置データが抜け落ちるという現象が生じると、位置データ上ではモータの回転速度があたかも変動しているかのように観測されることとなり、モータ等の回転速度を制御したり、位置決め制御したりする場合には問題となる。 Therefore, even if the output from the position data for each latch pulse LP as described above, or cause parts to the position data does not change, when the phenomenon that the position data fall out occurs, though variation rotational speed of the motor on the position data and that either the observed thing would like to, and controls the rotational speed of the motor or the like, it becomes a problem when and controlling positioning.

【0028】本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、高速で移動する移動体の移動位置を検出するに際して、位置データの抜け落ち現象を生じさせることなく位置データを確実に出力することのできる位相シフト方式の位置検出装置を提供することを目的とする。 [0028] The present invention has been made in view of the above, when detecting the moving position of the movable body that moves at high speed, reliably outputting position data without causing phenomena coming off position data and to provide a position detecting device of the phase shift method can.

【0029】 [0029]

【課題を解決するための手段】本発明の位置検出装置は、移動体の移動によって生じた磁気抵抗変化を出力交流信号の電気的位相角の変化として前記移動体の移動速度に応じたサンプリング周期毎にサンプリングし、そのサンプリング値を前記移動体の絶対位置データとして出力する位相シフト方式の絶対位置検出手段と、この絶対位置検出手段から前記サンプリングタイミング毎に出力される前記絶対位置データの前回値と今回値との差分値を演算する差分演算手段と、前記サンプリング周期から所定の余裕時間を減算し、減算した時間内に前記差分値に相当する数のパルスを均等に生成するパルス生成手段と、このパルス生成手段からのパルスの入力に応じて前記絶対位置データの前回値と今回値との間の補間位置データを順次出力し、 Position detecting device of the present invention According to an aspect of the sampling cycle corresponding to the moving speed of the moving body magnetoresistance change caused by the movement of the moving body as a change in electrical phase angle of the output AC signal was sampled every an absolute position detecting means of the phase shift method and outputs the sampling value as the absolute position data of the moving body, the previous value of the absolute position data output from the absolute position detecting means for each of the sampling timing When a difference calculating means for calculating a difference value between the current value, the subtracted from sampling cycle a predetermined allowance time, a pulse generating means for uniformly generating a number of pulses corresponding to the difference value in subtracting time the interpolation position data between the previous value and the present value of the absolute position data sequentially output according to the pulse input from the pulse generating means, けのない前記絶対位置データを発生する位置データ生成手段とから構成されたものである。 Only the absolute position data without those made up of the position data generating means for generating.

【0030】 [0030]

【作用】位相シフト方式の絶対位置検出手段は、従来のものと同様に、回転位置検出手段の場合にはその回転方向における回転位置データを、直線位置検出手段の場合にはその直線方向における直線位置データを出力交流信号の電気的位相角の変化として移動体(回転移動体又は直線移動体)の移動速度に応じたサンプリング周期毎にサンプリングし、そのサンプリング値を絶対位置データとして出力する。 Absolute position detecting means of the phase shift method [action], like the prior art, the rotational position data in the rotational direction when the rotational position detecting means, a straight line in the linear direction when the linear position detector sampled every sampling period corresponding to the moving speed of the moving body position data as a change in electrical phase angle of the output AC signal (rotation mobile or linear moving object), and outputs the sampling value as an absolute position data. 差分演算手段は、この絶対位置検出手段からサンプリング周期毎に出力される絶対位置データの前回値と今回値との差分値を演算する。 Difference calculation means calculates a difference value between a previous value and a present value of the absolute position data output from the absolute position detecting means for each sampling period. 移動体の移動速度が小さくて差分値が『1』又は『0』となるような場合には、位置データの抜け落ち現象は生じない。 When the moving speed of the moving object is small, such as the difference value becomes "1" or "0", a phenomenon fall out of the position data does not occur. ところが、差分値が『2』以上の場合には、サンプリング周期毎に出力される絶対位置データの前回値と今回値との間で位置データの抜けが生じたことを意味する。 However, if the difference value is greater than or equal to "2" means that the loss of the position data has occurred between the previous value and a present value of the absolute position data output every sampling period. 従って、パルス生成手段は、サンプリング周期から所定の余裕時間を減算し、減算した時間内に差分値に相当する数のパルスを均等に生成する。 Thus, pulse generating means subtracts a predetermined margin time from the sampling period, to evenly generate the number of pulses corresponding to the difference value in subtracting time. 余裕時間は、移動体の移動速度が減少した場合や反対方向に回転する場合に、サンプリング周期が前回の周期よりも小さくなることを見込んで設けた余裕の時間である。 Afford time, when rotated or if the opposite direction the movement speed is reduced in the mobile, which is the time margin sampling period is provided in anticipation of that is smaller than the previous cycle. 位置データ生成手段は、 Position data generating means,
このパルス生成手段からのパルスの入力に応じて絶対位置データの前回値と今回値との間の補間位置データを順次出力し、抜けのない絶対位置データを発生する。 This pulse interpolation position data between a previous value and a present value of the absolute position data sequentially output according to the pulse input from the generating means, for generating a no omission absolute position data. これによって、高速で移動する移動体の移動位置を検出するに際して、位置データの抜け落ち現象を生じさせることなく位置データを確実に出力することができる。 Thus, when detecting the moving position of the movable body that moves at high speed, the position data without causing phenomena coming off the position data can be reliably outputted.

【0031】 [0031]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。 EXAMPLES Hereinafter, with reference to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. 図1は本発明の一実施例である位置センサ変換手段の構成例を示す図であり、図5に対応している。 Figure 1 is a diagram showing a configuration example of a position sensor converter section which is an embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 図1において図5と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。 Since the same configuration as FIG. 5 in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. 本実施例の位置センサ変換手段が従来のものと異なる点は、ラッチ回路19からラッチパルスLPに同期して出力される位相差θ(カウント値Ny)に基づいてデータ抜けのない位置データNzを生成する位置データ生成手段を新たに設けた点である。 Position sensor converter section is different from that of the conventional embodiment, the position data Nz no missing data based on the phase difference to be output in synchronization from the latch circuit 19 to latch pulse LP theta (count value Ny) position data generating means for generating for a point newly provided. このラッチパルスLPの出力周期Tpが位置センサ変換手段のサンプリング周期となる。 The output period Tp of the latch pulse LP is the sampling period of the position sensor converter section.

【0032】位置データ生成手段は、現在値データラッチ回路20、前回値データラッチ回路21、差分演算回路22、パルス間隔変換回路23、パルス数記憶回路2 The position data generating means, the current value data latching circuit 20, preceding value data latching circuit 21, the difference calculation circuit 22, pulse interval converting circuit 23, pulse number storing circuit 2
4、タイミング発生回路25、パルス生成回路26及び位置データ生成回路27から構成される。 4, and a timing generation circuit 25, a pulse generating circuit 26 and position data generating circuit 27. タイミング発生回路25はゼロクロス回路18からのラッチパルスL Latch pulse L from the timing generating circuit 25 is zero-crossing circuit 18
Pを入力する毎に、所定のタイミング信号を位置データ生成手段の各回路に出力する。 To each input of the P, and outputs to the circuits of the position data generating means a predetermined timing signal.

【0033】現在値データラッチ回路20は、タイミング発生回路25から出力されるラッチパルスLPiに応じてラッチ回路19の位相差θ(i)に対応したカウント値Nyをラッチして、それを今回値データNnewとして差分演算回路22に出力すると共に、ラッチパルスLPiの入力前にラッチしていた位相差θ(i−1)に対応したカウント値Noldを前回値データラッチ回路21に出力する。 The current value data latching circuit 20 latches the count value Ny that corresponds to the phase difference theta (i) of the latch circuit 19 in response to the latch pulse LPi output from the timing generating circuit 25, it current value outputs as data Nnew to the difference calculating circuit 22, and outputs the count value Nold into the preceding value data latching circuit 21 corresponding to the phase difference which has been latched before the input of the latch pulse LPi θ (i-1). カウント値NoldはラッチパルスL Count value Nold latch pulse L
Pの1サイクル前にラッチ回路19にラッチされていた同期カウンタ13のカウント値である。 The count value of the synchronous counter 13 latched by the latch circuit 19 in one cycle before the P. 前回値データラッチ回路21は、タイミング発生回路25のラッチパルスLPiに応じて現在値データラッチ回路20にラッチされていた位相差θ(i−1)に対応したカウント値N Previous value data latch circuit 21, the count value corresponding to the phase difference which has been latched to the current value data latching circuit 20 in response to latch pulses LPi of the timing generating circuit 25 θ (i-1) N
oldをラッチして、それを差分演算回路22及び位置データ生成回路27に出力する。 It latches the old, and outputs it to the difference calculation circuit 22 and the position data generating circuit 27.

【0034】差分演算回路22は、タイミング発生回路25からの減算指令パルスDPに応じて現在値データラッチ回路20のカウント値Nnewから前回値データラッチ回路21のカウント値Noldを減算し、その差分値データDVをパルス間隔変換回路23及びパルス数記憶回路24に出力する。 The difference calculation circuit 22 subtracts the count value Nold of the preceding value data latching circuit 21 from the count value Nnew of the current value data latching circuit 20 in accordance with the subtraction command pulse DP from the timing generating circuit 25, the difference value and it outputs the data DV to the pulse interval converting circuit 23 and pulse number storing circuit 24. パルス間隔変換回路23は、差分演算回路22からの差分値データDVを入力し、タイミング発生回路25からの変換指令パルスCPに応じてその差分値データDVをパルス間隔データPWに変換してパルス生成回路26に出力する。 Pulse interval converting circuit 23 inputs the difference value data DV from the difference calculation circuit 22, a pulse generated by converting the difference value data DV into pulse interval data PW in accordance with the converted command pulse CP from the timing generating circuit 25 and outputs it to the circuit 26. このパルス間隔データPWはパルス列をラッチパルスLPの出力周期Tp内に差分値データDVの示す数だけ等間隔に出力するために必要なパルス間隔を指定するものである。 The pulse interval data PW is used to specify the pulse interval necessary for outputting at regular intervals by the number indicated by the difference value data DV to the pulse train in the output period Tp of the latch pulse LP.

【0035】パルス数記憶回路24は、差分演算回路2 The pulse number storing circuit 24, the difference calculation circuit 2
2からの差分値データDVを入力し、タイミング発生回路25からの記憶指令パルスRPに応じて差分演算回路22からの差分値データDV(即ち、1次キャリア周波数fcの1周期内に出力すべきパルス列の数)を記憶しておく回路である。 Enter the difference value data DV from 2, the difference value data DV from the difference calculation circuit 22 according to the storage command pulse RP from the timing generating circuit 25 (i.e., to be output within one period of the primary carrier frequency fc a circuit for storing the number of pulses of the train). パルス生成回路26は、タイミング発生回路25から出力されるクロック信号CLKをカウントする巡回型のカウンタであり、カウント値が1巡回する毎にパルス列Piを位置データ生成回路27に出力する。 Pulse generation circuit 26 is a cyclic counter which counts the clock signal CLK output from the timing generating circuit 25, the count value and outputs a pulse train Pi to the position data generating circuit 27 every time 1 cyclic. また、このパルス生成回路26は、パルス間隔変換回路23からのパルス間隔データPWによってその巡回カウント値をプログラマブルに変更できるようになっている。 Also, the pulse generating circuit 26 is adapted to change its cyclic count value to a programmable by the pulse interval data PW from the pulse interval converting circuit 23.

【0036】従って、パルス間隔変換回路23からのパルス間隔データPWが大きい場合には、パルス生成回路26のカウント値は大きくなるので、パルス列Piの出力間隔は大きくなり、ラッチパルスLPの1周期内に出力されるパルス列Piの数は少なくなる。 [0036] Therefore, if the pulse interval data PW from the pulse interval converting circuit 23 is large, since the count value of the pulse generating circuit 26 becomes larger, the output interval of the pulse train Pi increases, in one period of latch pulse LP the number of pulses Pi output to the less. 逆にパルス間隔変換回路23からのパルス間隔データPWが小さい場合には、パルス生成回路26のカウント値も小さくなるので、パルス列Piの出力間隔も小さくなり、ラッチパルスLPの1周期内に出力されるパルス列Piの数も多くなる。 If the pulse interval data PW from the pulse interval converting circuit 23 is small conversely, the count value of the pulse generating circuit 26 also becomes small, the output interval of the pulse train Pi also becomes smaller, is output in one period of latch pulse LP the more the number of that pulse train Pi.

【0037】位置データ生成回路27は、パルス生成回路26から出力されるパルス列Piをカウントする巡回型のカウンタであり、その巡回カウント値は同期カウンタ13と同じに設定してある。 The position data generating circuit 27 is a cyclic counter which counts the pulse train Pi output from the pulse generating circuit 26, the cyclic count value is set the same as the synchronous counter 13. そして、位置データ生成回路27は初期カウント値として予め前回値データラッチ回路21のカウント値Noldに設定されており、タイミング発生回路25からの出力開始パルスSPに応じて、パルス生成回路26からのパルス列Piをパルス数記憶回路24の差分値データDVに対応する数だけカウント処理する。 The position data generator circuit 27 is set to advance the count value of the previous value data latch circuit 21 Nold as an initial count value in response to the output start pulse SP from the timing generation circuit 25, a pulse train from the pulse generating circuit 26 the Pi the number corresponding to the difference value data DV of the pulse number storing circuit 24 counts process. すなわち、位置データ生成回路27は、 That is, the position data generating circuit 27,
カウント値NoldからNnewまでの間で抜け落ちた位置データNzをパルス列Piの入力タイミングに応じて順次出力する。 Position data Nz that fall out between the count value Nold until Nnew sequentially output in accordance with input timing of the pulse train Pi.

【0038】次に本実施例の動作について図2を用いて説明する。 [0038] Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. 図2において、位置データDC4〜DC0 2, position data DC4~DC0
は、1次キャリア周波数fcが5KHzでモータの回転速度が100rpmの場合に位置データ生成回路27から出力される位置データNzの下位5ビットを示す。 The primary carrier frequency fc indicates the lower 5 bits of position data Nz of rotation speed of the motor at 5KHz is output from the position data generating circuit 27 in the case of 100 rpm.

【0039】1次キャリア周波数fcが5KHzでモータの回転速度が100rpmの場合に、1次キャリア周波数fcの1周期0.2msの間に回転移動する回転位置データの値は2π×100÷(60×5000)=π [0039] If the primary carrier frequency fc is the rotational speed of the motor is 100rpm at 5 KHz, the value of rotational position data rotational movement during one cycle 0.2ms primary carrier frequency fc 2π × 100 ÷ (60 × 5000) = π
/1500ラジアンであり、同期カウンタ13の1カウント値に相当する回転位置データの値は2π/8192 / 1500 a radian, the value of rotational position data corresponding to one count of the synchronous counter 13 is 2 [pi / 8192
(=π/4096)ラジアンである。 It is a (= π / 4096) radians.

【0040】従って、1次キャリア周波数fcの1周期0.2msの間に同期カウンタ13はそのカウント値N [0040] Therefore, synchronous counter during one period 0.2ms primary carrier frequency fc 13 is the count value N
yを2又は3づつカウントアップする。 To 2 or 3 at a time count up the y. 第0番目のラッチパルスLP0の時点では『0』だったカウント値Ny 0th of the count value Ny was a "0" at the time of the latch pulse LP0
も第1番目のラッチパルスLP1の時点では『2』となり、以後ラッチパルスLP2,LP3,LP4,LP5 Becomes "2" at the time of the first latch pulse LP1, hereinafter latch pulse LP2, LP3, LP4, LP5
・・・の順番でラッチ回路19からは『5』『8』『1 From the latch circuit 19 in the order of ... "5", "8", and "1
0』『13』『16』『19』『21』『24』・・・ 0 "and" 13 "" 16 "" 19 "" 21 "" 24 "...
のカウント値Nyが次々と出力される。 Count value Ny is successively output.

【0041】ゼロクロス回路18からラッチパルスLP [0041] latch from the zero-crossing circuit 18 pulse LP
がラッチ回路19及びタイミング発生回路25に出力されると、ラッチ回路19はカウント値Nyとして『2』 "2" but when it is output to the latch circuit 19 and the timing generating circuit 25, the latch circuit 19 as a count value Ny
をラッチし、タイミング発生回路25はラッチパルスL Latches, the timing generator 25 is a latch pulse L
Piを現在値データラッチ回路20及び前回値データラッチ回路21に出力する。 Pi is output to the current value data latching circuit 20 and preceding value data latching circuit 21. これによって、現在値データラッチ回路20にはカウント値Nyとして『2』がラッチされ、前回値データラッチ回路21にはカウント値N Thus, "2" is latched as a count value Ny to the current value data latching circuit 20, the count value N in the previous value data latch circuit 21
yとして『0』がラッチされる。 "0" is latched as y.

【0042】タイミング発生回路25はラッチパルスL The timing generation circuit 25 is a latch pulse L
Piを現在値データラッチ回路20及び前回値データラッチ回路21に出力した後に、減算指令パルスDPを差分演算回路22に出力する。 Pi the after outputting the current value data latching circuit 20 and preceding value data latching circuit 21, and outputs a subtraction command pulse DP to the difference calculating circuit 22. 差分演算回路22は現在値データラッチ回路20及び前回値データラッチ回路21 Difference calculation circuit 22 is the current value data latching circuit 20 and preceding value data latching circuit 21
にラッチされているカウント値NnewとNoldとの差分値『2』を算出し、それを差分値データDVとしてパルス間隔変換回路23及びパルス数記憶回路24に出力する。 Calculating a difference value "2" and the count value Nnew and Nold latched in, and outputs it to the pulse interval converting circuit 23 and pulse number storing circuit 24 as the differential value data DV.

【0043】差分値データDVを入力したパルス間隔変換回路23は、差分値データDVをパルス間隔データP The pulse interval converting circuit 23 that inputs the difference value data DV, the difference value data DV to the pulse interval data P
Wに変換してパルス生成回路26に出力する。 It is converted to W to output to the pulse generation circuit 26. すなわち、差分値は『2』なので、1次キャリア周波数fc In other words, the difference value is so "2", the primary carrier frequency fc
(=5KHz)の1周期Tc(=200μs)の間に2 (= 5 KHz) of 2 during one period Tc (= 200 [mu] s)
個のパルス列Piを出力するためには、1周期TcをD To output a number of pulses Pi is one cycle Tc D
V(ここでは『2』)で除した値、約100μsの間隔でパルス列Piを出力すればよいので、Tc/DVに対応したパルス間隔データPWをパルス生成回路26に出力する。 V values ​​were divided by ( "2" in this case), it is only necessary to output a pulse train Pi at intervals of about 100 [mu] s, and outputs the pulse interval data PW that corresponds to Tc / DV to the pulse generation circuit 26.

【0044】パルス間隔データPWを入力したパルス生成回路26は、パルス間隔データPWに対応した時間毎にパルス列Piを出力する。 The pulse generating circuit 26 inputs the pulse interval data PW and outputs a pulse train Pi every time corresponding to the pulse interval data PW. ここでは、パルス生成回路26は、約100μs毎にパルス列P1及びP2を出力する。 Here, the pulse generating circuit 26 outputs a pulse train P1 and P2 in approximately 100μs each. 位置データ生成回路27は、予め前回値データラッチ回路21にラッチされている位置データNoldとして『0』を格納しているので、パルス生成回路26からのパルス列Piの入力に応じてその位置データをインクリメンタル処理する。 Position data generating circuit 27, since "0" is stored as the position data Nold that is latched in advance in the preceding value data latching circuit 21, the position data in response to an input pulse train Pi from the pulse generating circuit 26 to incremental processing. すなわち、第1番目のラッチパルスLP1の時点では位置データ生成回路27は位置データDA4〜DA0として『00000』,『0000 That is, the first position data generating circuit 27 at the time of the latch pulse LP1 is "00000" as the position data DA4~DA0, "0000
1』,『00010』を出力する。 1 ", and outputs" 00010 ".

【0045】このラッチパルスLP1の期間には、パルス生成回路26は2個のパルス列P1及びP2を出力すればよいのであるが、誤って3個目のインクリメンタルパルスを発生する場合がある。 [0045] During the period of the latch pulse LP1, the pulse generating circuit 26 is the may output two pulse trains P1 and P2, may occur three th incremental pulse accidentally. このような場合には、位置データ生成回路27はパルス数記憶回路24からの差分値データDV以上のパルス列Piが入力したとしてもそれについては入力しなかったものとして処理するので問題はない。 In such a case, the position data generating circuit 27 is not a problem because the processing as not to have entered about it as the difference value data DV or more pulse train Pi from the pulse number storing circuit 24 is input.

【0046】以上のようにして、本実施例の位置検出装置からは1次キャリア周波数fcに限定されることなく、位置データを適宜出力することができる。 [0046] As described above, without being limited to the primary carrier frequency fc from the position detecting device of the present embodiment can output the position data appropriately. また、この位置検出装置から出力される位置データのうち下位ビットDC0〜DC3のいずれか1つをインクリメンタルパルスとし、差分演算回路22から出力される差分値データDVを回転方向を示すデータとすることによって、 Further, the one of the lower bits DC0~DC3 of position data output from the position detector to an incremental pulse, and data indicating the direction of rotation differential value data DV output from the difference arithmetic circuit 22 by,
本実施例の位相シフト方式の位置検出装置を用いたインクリメンタルエンコーダを実現することができる。 It is possible to realize an incremental encoder with a position detecting device of the phase shift system of the present embodiment.

【0047】なお、上述の実施例では、モータの回転速度が100rpmの場合には、ラッチパルスLPの出力周期Tpと1次キャリア周波数fcの周期Tcとはほとんど一定なので問題はないが、実際には、ラッチパルスLPの出力周期Tpは図3に示すように、モータの回転速度N及びその回転方向に依存する。 [0047] In the above embodiment, when the rotational speed of the motor is 100rpm is not problem because almost constant the period Tc of the output period Tp and the primary carrier frequency fc of the latch pulse LP, actually the output period Tp of the latch pulse LP, as shown in FIG. 3, depends on the rotational speed N and rotation direction of the motor. すなわち、モータの回転速度Nが大きくなるに従ってラッチパルスLPの出力周期Tpは1次キャリア周波数fcの周期Tcよりも十分大きくなり、モータが反対方向に回転する場合には、そのモータの反対方向の回転速度Nが大きくなるに従ってラッチパルスLPの出力周期Tpは1次キャリア周波数fcの周期Tcよりも十分小さくなる。 That is, the output period Tp of the latch pulse LP in accordance with the rotational speed N of the motor is increased becomes sufficiently greater than the period Tc of the primary carrier frequency fc, if the motor rotates in the opposite direction, in the opposite direction of the motor the output period Tp of the latch pulse LP as the rotational speed N becomes large enough smaller than the period Tc of the primary carrier frequency fc.

【0048】モータの回転速度をNrpmとすると、合成出力信号Y=sin〔2πfct−2π(N/60) [0048] When the rotational speed of the motor and N rpm, composite output signal Y = sin [2πfct-2π (N / 60)
t〕=sin〔(2π/Tp)t〕より、ラッチパルスLPの出力周期TpはTp=1/(fc−N/60)となり、この時の差分値データDVはDV=(Nx×N/ t] = sin [(2 [pi / Tp) from t], the output period Tp is Tp = 1 / (fc-N / 60) of the latch pulse LP, and the difference value data DV at this time is DV = (Nx × N /
60)/(fc−N/60)である。 60) a / (fc-N / 60). ここでのNはモータの回転方向が反対方向の場合には負の値である。 Where N is a negative value when the rotation direction is opposite to the direction of the motor. 従って、上式からNを消去すると、Tp=(Nx+DV)/ Thus, clearing the N from the above equation, Tp = (Nx + DV) /
(fc×Nx)となる。 The (fc × Nx). ここで、Nxは同期カウンタ1 Here, Nx synchronous counter 1
3の巡回カウント値、すなわち1回転当たりの分割数である。 3 of cyclic count value, that is, the division number per rotation. 例えば、1次キャリア周波数fcが5KHzでモータの回転速度Nが30000rpmの場合、ラッチパルスLPの出力周期Tpは約222μsであり、1次キャリア周波数fcの周期Tc(200μs)よりもta For example, when the rotational speed N of the motor is 30000 rpm primary carrier frequency fc is at 5 KHz, the output period Tp of the latch pulse LP is about 222Myuesu, ta than the period of the primary carrier frequency fc Tc (200 [mu] s)
(約22μs)だけ大きい。 (About 22μs) only large. 逆に、モータの回転速度N Conversely, the rotational speed N of the motor
が反対方向に30000rpmの場合には、ラッチパルスLPの出力周期Tpは約182μsであり、1次キャリア周波数fcの周期Tc(200μs)よりもta ta but in the case of 30000rpm in the opposite direction, the output period Tp of the latch pulse LP is about 182Myuesu, than the period of the primary carrier frequency fc Tc (200 [mu] s)
(約18μs)だけ小さい。 (About 18μs) only small.

【0049】従って、差分値データDVを入力したパルス間隔変換回路23が、周期TcをDVで除した値Tc [0049] Therefore, the value Tc pulse interval converting circuit 23 that inputs the difference value data DV is obtained by dividing the period Tc by DV
/DVに対応したパルス間隔データPWをパルス生成回路26に出力すると、位置データ生成回路27からは最初の200μsは位置データが次々と出力されるが、t The / outputs pulse interval data PW corresponding to the DV to the pulse generating circuit 26, although the position data generating circuit 27 first 200μs position data are sequentially outputted, t
a(約22μs)の間は何ら位置データは変化しないということになる。 Between a (approximately 22Myuesu) will be referred to any position data does not change. 逆に、反対方向に回転している場合には、ラッチパルスLPの出力周期Tpの間に位置データを出力しきれないということが起こる。 Conversely, when rotating in the opposite direction, it happens that not be the position data is outputted during the output period Tp of the latch pulse LP.

【0050】そこで、このような高速回転の場合でも位置データ生成回路27から均等に位置データが出力されるようにするため、パルス間隔変換回路23はラッチパルスLPの出力周期Tpから所定の余裕時間Tm(1次キャリア周波数の1周期Tcの約1〜3パーセントに対応する時間、1次キャリア周波数が5KHzの場合には5μs,10KHzの場合には2.5μs)を減算した値Tp−Tmを減算値データDVで除した値(Tp−T [0050] Therefore, such for evenly position data from the position data generating circuit 27 even when the high-speed rotation is to be output, the pulse interval converting circuit 23 is a predetermined margin time from the output period Tp of the latch pulse LP (time corresponding to about 1 to 3% of one period Tc of the primary carrier frequency, 5 .mu.s when the primary carrier frequency is 5 KHz, 2.5 [mu] s in the case of 10 KHz) Tm values ​​Tp-Tm obtained by subtracting the divided by the difference data DV (Tp-T
m)/DVに対応したパルス間隔データPWをパルス生成回路26に出力するように設定している。 m) / it is set so as to output to the pulse generating circuit 26 pulse interval data PW corresponding to the DV. ここで、余裕時間Tmとは、モータの回転速度が減速した場合や反対方向に回転して加速した場合に、ラッチパルスLPの出力周期Tpが前回の周期よりも小さくなることを見込んで設けた余裕の時間である。 Here, the allowance time Tm, when the rotational speed of the motor is accelerated by rotating or if the opposite direction decelerated, the output period Tp of the latch pulse LP is provided with the expectation that is smaller than the previous cycle is the time margin.

【0051】従って、モータの回転速度Nが30000 [0051] Therefore, the rotational speed N of the motor 30000
rpmの場合には、パルス間隔変換回路23は、ラッチパルスLPの出力周期Tp:約222μsから5μsを減算した値:約217μsを減算値データDVで除した値に対応したパルス間隔データPWをパルス生成回路2 In the case of rpm, the pulse interval converting circuit 23, the output cycle of the latch pulse LP Tp: about the value obtained by subtracting the 5μs from 222Myuesu: pulse pulse interval data PW which corresponds to a value obtained by dividing the difference data DV about 217μs generating circuit 2
6に出力する。 And outputs it to the 6. また、モータの反対方向の回転速度Nが30000rpmの場合には、パルス間隔変換回路23 Further, when the rotational speed N of the opposite direction of the motor is 30000rpm, the pulse interval converting circuit 23
は、ラッチパルスLPの出力周期Tp:約182μsから5μsを減算した値:約178μsを減算値データD The output cycle of the latch pulse LP Tp: about a value obtained by subtracting the 5μs from 182Myuesu: about 178μs the difference data D
Vで除した値に対応したパルス間隔データPWをパルス生成回路26に出力する。 Outputs pulse interval data PW which corresponds to a value obtained by dividing the V to the pulse generation circuit 26.

【0052】なお、上述の実施例は、位相シフト方式の回転位置検出装置の場合を例に説明したが、位相シフト方式の直線位置検出装置に対しても同様に適用できることはいうまでもない。 [0052] Incidentally, the above-described embodiments, the case of the rotational position detecting device of the phase shift method has been described as an example, it goes without saying that similarly applied to the linear position detecting device of the phase shift method. また、上述の実施例では、パルス生成回路26から出力されるパルスはインクリメンタルパルスとして説明したが、回転方向が逆だった場合にはこのインクリメンタルパルスに基づいて前回値からデクリメンタル処理がなされ、今回値までの補間処理が行われる。 Further, in the above embodiment, the pulse output from the pulse generating circuit 26 has been described as incremental pulse, when the rotational direction is bristling is decremental process is performed from the previous value on the basis of the incremental pulses, this interpolation process until the value is performed.

【0053】 [0053]

【発明の効果】本発明によれば、高速で移動する移動体の移動位置を検出するに際して、位置データの抜け落ち現象を生じさせることなく位置データを確実に出力することができる。 According to the present invention, when detecting the moving position of the movable body that moves at high speed, the position data without causing phenomena coming off the position data can be reliably outputted.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 本発明の位置検出装置の一部である位置センサ変換装置の一例を示す図である。 It is a diagram illustrating an example of which is part position sensor converter of the position detecting device of the present invention; FIG.

【図2】 図1の位置センサ変換装置の動作を説明するためのタイミングチャート図である。 2 is a timing chart for explaining the operation of the position sensor conversion device of FIG.

【図3】 図1の位置センサ変換装置の動作を説明するためのタイミングチャート図である。 3 is a timing chart for explaining the operation of the position sensor conversion device of FIG.

【図4】 本発明の出願人が先に提案した回転位置検出装置の概略構成を示す図である。 [4] the applicant of the present invention is a diagram showing a schematic configuration of a rotation position detecting device previously proposed.

【図5】 図4の回転位置検出装置に接続される位置センサ変換装置の一例を示す図である。 5 is a diagram showing an example of the position sensor conversion device connected to the rotational position detecting device of FIG.

【図6】 図4の回転位置検出装置の基本原理を説明するための図である。 Is a diagram for explaining the basic principle of the rotational position detecting device in FIG. 6 FIG.

【図7】 図5の位置センサ変換装置の動作を説明するためのタイミングチャート図である。 7 is a timing chart for explaining the operation of the position sensor converter of FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1A〜1F…1次コイル、11a…ステータ、11b… 1A-1F ... 1 primary coil, 11a ... stator, 11b ...
ロータ、12…クロック発振器、13…同期カウンタ、 Rotor, 12 ... clock oscillator, 13 ... synchronization counter,
14a,14b…ROM、15a,15b…D/A変換器、16a,16b,17…アンプ、18…ゼロクロス回路、19…ラッチ回路、20…現在値データラッチ回路、21…前回値データラッチ回路、22…差分演算回路、23…パルス間隔変換回路、24…パルス数記憶回路、25…タイミング発生回路、26…パルス生成回路、27…位置データ生成回路 14a, 14b ... ROM, 15a, 15b ... D / A converter, 16a, 16b, 17 ... amplifier, 18 ... zero-cross circuit, 19 ... latch circuit, 20 ... current value data latch circuit, 21 ... previous value data latch circuit, 22 ... difference calculation circuit, 23 ... pulse interval converting circuit, 24 ... pulse number storage circuit, 25 ... timing generator circuit, 26 ... pulse generating circuit, 27 ... positional data generating circuit

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 移動体の移動によって生じた磁気抵抗変化を出力交流信号の電気的位相角の変化として前記移動体の移動速度に応じたサンプリング周期毎にサンプリングし、そのサンプリング値を前記移動体の絶対位置データとして出力する位相シフト方式の絶対位置検出手段と、 この絶対位置検出手段から前記サンプリング周期毎に出力される前記絶対位置データの前回値と今回値との差分値を演算する差分演算手段と、 前記サンプリング周期から所定の余裕時間を減算し、減算した時間内に前記差分値に相当する数のパルスを均等に生成するパルス生成手段と、 このパルス生成手段からのパルスの入力に応じて前記絶対位置データの前回値と今回値との間の補間位置データを順次出力し、抜けのない前記絶対位置データを発生する位置デ 1. A sampled every sampling period according to the moving speed of the moving body magnetoresistance change caused by the movement of the moving body as a change in electrical phase angle of the output AC signal, the mobile the sampled value of the absolute position detecting means of the phase shift that output as an absolute position data, difference calculation for calculating a difference value between a previous value and a present value of the absolute position data output from the absolute position detecting means for each of the sampling periods means subtracts a predetermined margin time from the sampling period, and pulse generating means for a number of pulses to generate evenly corresponding to the difference value in the subtracting time, depending on the input pulses from the pulse generating means position de said sequentially outputs the interpolated position data between a previous value and a present value of the absolute position data, generates no missing the absolute position data Te ータ生成手段とから構成されていることを特徴とする位置検出装置。 Position detecting device characterized in that it is composed of a chromatography data generating means.
  2. 【請求項2】 前記絶対位置検出手段は移動体の回転移動位置を検出する回転位置検出手段であることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 Wherein said absolute position detecting means position detecting device according to claim 1, characterized in that the rotational position detecting means for detecting a rotational movement position of the moving body.
  3. 【請求項3】 前記絶対位置検出手段は移動体の直線移動位置を検出する直線位置検出手段であることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 Wherein the absolute position detecting unit position detecting device according to claim 1, characterized in that the linear position detecting means for detecting the linear movement position of the moving body.
  4. 【請求項4】 前記位置データ生成手段から出力される絶対位置データに基づきインクリメンタルパルスを形成して出力することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 4. A position detecting apparatus according to claim 1, characterized in that forming and outputting an incremental pulse on the basis of the absolute position data output from said position data generating means.
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