JPH0526657A - 変位量検出装置 - Google Patents
変位量検出装置Info
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- JPH0526657A JPH0526657A JP17967691A JP17967691A JPH0526657A JP H0526657 A JPH0526657 A JP H0526657A JP 17967691 A JP17967691 A JP 17967691A JP 17967691 A JP17967691 A JP 17967691A JP H0526657 A JPH0526657 A JP H0526657A
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バラツキのない安定な調整ができるようにす
ることを目的とする。 【構成】 検出ヘッド１ｂ，１ｃとスケール１ａとの相
対的移動に伴なって変化する位相変調信号により変位量
を検出するようにした変位量検出装置において、この位
相変調信号のリップル成分を検出するリップル検出回路
６を設け、このリップル検出回路６より得られるリップ
ル成分によりずれを生じている調整要素を特定し、この
リップル成分が最小になるようにこの調整要素を調整す
るようにする。
ることを目的とする。 【構成】 検出ヘッド１ｂ，１ｃとスケール１ａとの相
対的移動に伴なって変化する位相変調信号により変位量
を検出するようにした変位量検出装置において、この位
相変調信号のリップル成分を検出するリップル検出回路
６を設け、このリップル検出回路６より得られるリップ
ル成分によりずれを生じている調整要素を特定し、この
リップル成分が最小になるようにこの調整要素を調整す
るようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属加工機械、精密測定
機器に用いられる例えばマグネスケール等の変位量検出
装置に関する。
機器に用いられる例えばマグネスケール等の変位量検出
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マグネスケールに用いられる従来の位相
検出型の変位量検出装置は例えば図８に示す如くであ
る。即ち図８に於いて、１はスケール部で、波長λの磁
気目盛が記録されたスケール１ａ及び２個の検出ヘッド
１ｂ，１ｃで構成されている。このスケール部１の検出
ヘッド１ｂ，１ｃより得られるスケール信号はスケール
信号検出回路２に導かれ、このスケール信号検出回路２
に於いて変位量に応じて位相の変化する信号ｅPMを出力
する。この位相変調信号ｅPMは
検出型の変位量検出装置は例えば図８に示す如くであ
る。即ち図８に於いて、１はスケール部で、波長λの磁
気目盛が記録されたスケール１ａ及び２個の検出ヘッド
１ｂ，１ｃで構成されている。このスケール部１の検出
ヘッド１ｂ，１ｃより得られるスケール信号はスケール
信号検出回路２に導かれ、このスケール信号検出回路２
に於いて変位量に応じて位相の変化する信号ｅPMを出力
する。この位相変調信号ｅPMは
【０００３】
【数１】
【０００４】となる。但しωc ＝２π×ｆc （ｆc ：キ
ャリア周波数）、Ｘは相対変位量（移動量）を示す。こ
の位相変調信号ｅPMは波形整形された後に内挿回路３に
供給される。この内挿回路３はキャリア周波数ｆc に対
してｎｆC なる周波数を持つクロックパルスを用いて、
分解能λ／ｎの移動方向に応じたパルス信号（以下ＵＰ
信号又はＤｏｗｎ信号という）を出力する如くなされ、
このＵＰ信号又はＤｏｗｎ信号をカウンタでカウントす
ることにより変位量を得る様にしている。
ャリア周波数）、Ｘは相対変位量（移動量）を示す。こ
の位相変調信号ｅPMは波形整形された後に内挿回路３に
供給される。この内挿回路３はキャリア周波数ｆc に対
してｎｆC なる周波数を持つクロックパルスを用いて、
分解能λ／ｎの移動方向に応じたパルス信号（以下ＵＰ
信号又はＤｏｗｎ信号という）を出力する如くなされ、
このＵＰ信号又はＤｏｗｎ信号をカウンタでカウントす
ることにより変位量を得る様にしている。
【０００５】斯るマグネスケールに於いては高精度な検
出を行うためスケール信号検出回路２に図９に示す如き
種々の調整手段が設けられていた。即ち検出ヘッド１ｂ
及び１ｃの帯磁によって直流バイアスの相違が発生し、
この帯磁現象は検出時の位置誤差となり電気的な補償が
必要であり、また之等検出ヘッド１ｂ及び１ｃの製造上
のバラツキ等により、出力レベルの相違及び検出ヘッド
１ｂ，１ｃ間の位相差の誤差が生じ製品毎に調整する必
要があった。
出を行うためスケール信号検出回路２に図９に示す如き
種々の調整手段が設けられていた。即ち検出ヘッド１ｂ
及び１ｃの帯磁によって直流バイアスの相違が発生し、
この帯磁現象は検出時の位置誤差となり電気的な補償が
必要であり、また之等検出ヘッド１ｂ及び１ｃの製造上
のバラツキ等により、出力レベルの相違及び検出ヘッド
１ｂ，１ｃ間の位相差の誤差が生じ製品毎に調整する必
要があった。
【０００６】この図９に於いては一方の検出ヘッド１ｂ
の出力信号をこの一方の検出ヘッド１ｂの帯磁による直
流バイアスを調整する直流バイアス調整器２ａ及びこの
出力信号のレベルを調整する可変利得増幅器２ｂの直列
回路を介して加算増幅器２ｆに供給すると共に他方の検
出ヘッド１ｃの出力信号をこの他方の検出ヘッド１ｃの
帯磁による直流バイアスを調整する直流バイアス調整器
２ｃ及びこの出力信号のレベルを調整する可変利得増幅
器２ｄの直列回路と位相調整が可能な９０°移相器２ｅ
とを介して加算増幅器２ｆに供給し、この加算増幅器２
ｆの出力信号をバンドパスフィルタ２ｇ及び増幅器２ｈ
を介して位相変調信号ｅPMとして、内挿回路３に供給す
る。また図９に於いて２ｊは検出ヘッド１ｂ及び１ｃに
励磁信号ＥX ｓｉｎ（ωC ／２）ｔを供給する励磁増幅
器である。
の出力信号をこの一方の検出ヘッド１ｂの帯磁による直
流バイアスを調整する直流バイアス調整器２ａ及びこの
出力信号のレベルを調整する可変利得増幅器２ｂの直列
回路を介して加算増幅器２ｆに供給すると共に他方の検
出ヘッド１ｃの出力信号をこの他方の検出ヘッド１ｃの
帯磁による直流バイアスを調整する直流バイアス調整器
２ｃ及びこの出力信号のレベルを調整する可変利得増幅
器２ｄの直列回路と位相調整が可能な９０°移相器２ｅ
とを介して加算増幅器２ｆに供給し、この加算増幅器２
ｆの出力信号をバンドパスフィルタ２ｇ及び増幅器２ｈ
を介して位相変調信号ｅPMとして、内挿回路３に供給す
る。また図９に於いて２ｊは検出ヘッド１ｂ及び１ｃに
励磁信号ＥX ｓｉｎ（ωC ／２）ｔを供給する励磁増幅
器である。
【０００７】斯る図９に於いては製造時等において直流
バイアス調整器２ａ及び２ｃにより一方及び他方の検出
ヘッド１ｂ及び１ｃの帯磁による直流バイアスを零にす
る如くこの直流バイアス調整器２ａ及び２ｃを調整し、
また可変利得増幅器２ｂ及び２ｄによりこの検出ヘッド
１ｂ及び１ｃの出力信号のレベルが同じになる様にこの
可変利得増幅器２ｂ及び２ｄの利得を調整し、また検出
ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力信号の位相差が９０°
（λ／４）となる如く、この９０°移相器の位相を調整
していた。
バイアス調整器２ａ及び２ｃにより一方及び他方の検出
ヘッド１ｂ及び１ｃの帯磁による直流バイアスを零にす
る如くこの直流バイアス調整器２ａ及び２ｃを調整し、
また可変利得増幅器２ｂ及び２ｄによりこの検出ヘッド
１ｂ及び１ｃの出力信号のレベルが同じになる様にこの
可変利得増幅器２ｂ及び２ｄの利得を調整し、また検出
ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力信号の位相差が９０°
（λ／４）となる如く、この９０°移相器の位相を調整
していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この調
整状態は例えば時間経過あるいは取り付け状態の変化等
により微妙に変化することがあり、特に高精度な検出が
必要とされる場合においては定期的なこの調整が望まれ
ると共にこの調整作業を人手により行っているので調整
作業に熟練を要し、且つこの調整にバラツキを生じる不
都合があった。本発明は斯る点に鑑み常にバラツキのな
い安定な調整かできるようにすることを目的とする。
整状態は例えば時間経過あるいは取り付け状態の変化等
により微妙に変化することがあり、特に高精度な検出が
必要とされる場合においては定期的なこの調整が望まれ
ると共にこの調整作業を人手により行っているので調整
作業に熟練を要し、且つこの調整にバラツキを生じる不
都合があった。本発明は斯る点に鑑み常にバラツキのな
い安定な調整かできるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明変位量検出装置は
例えば図１に示す如く検出ヘッド１ｂ，１ｃとスケール
１ａとの相対的移動に伴なって変化する位相変調信号に
より変位量を検出するようにした変位量検出装置におい
て、この位相変調信号のリップル成分を検出するリップ
ル検出回路６を設け、このリップル検出回路６より得ら
れるリップル成分によりずれを生じている調整要素を特
定し、このリップル成分が最小になるようにこの調整要
素を調整するようにしたものである。
例えば図１に示す如く検出ヘッド１ｂ，１ｃとスケール
１ａとの相対的移動に伴なって変化する位相変調信号に
より変位量を検出するようにした変位量検出装置におい
て、この位相変調信号のリップル成分を検出するリップ
ル検出回路６を設け、このリップル検出回路６より得ら
れるリップル成分によりずれを生じている調整要素を特
定し、このリップル成分が最小になるようにこの調整要
素を調整するようにしたものである。
【００１０】
【作用】本発明に依れば位相変調信号のリップル成分を
検出し、このリップル成分により調整要素例えば直流バ
イアス調整器等を特定し、このリップル成分が最小にな
るようにこの調整要素を調整するので、常にバラツキの
ない安定な調整ができる。
検出し、このリップル成分により調整要素例えば直流バ
イアス調整器等を特定し、このリップル成分が最小にな
るようにこの調整要素を調整するので、常にバラツキの
ない安定な調整ができる。
【００１１】
【実施例】以下、図１，図２を参照しながら本発明変位
量検出装置の一実施例につき説明しよう。この図１，図
２に於いて、図８，図９に対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明は省略する。本例の図１に於いても
スケール部１は波長λの磁気目盛が記録されたスケール
１ａと２個の検出ヘッド１ｂ及び１ｃとより構成され、
このスケール部１の検出ヘッド１ｂ及び１ｃより得られ
るスケール信号はスケール信号検出回路２に導かれ、こ
のスケール信号検出回路２に於いて変位量に応じて位相
の変化する数１に示す如き位相変調信号ｅPMが得られ
る。このスケール信号検出回路２の出力側に得られる位
相変調信号ｅPMを波形整形した後に内挿回路３に供給す
る。この内挿回路３はキャリア周波数ｆC に対してｎｆ
C なる周波数を持つクロックパルスを用いて分解能λ／
ｎの移動方向に応じたパルス信号を出力する如くなさ
れ、このＵＰ信号又はＤｏｗｎ信号をカウンタでカウン
トすることにより変位量を得る様にしている。ここでλ
＝２００μｍ，ｎ＝２００とすると、１μｍ毎のＵＰ信
号又はＤｏｗｎ信号が得られることとなる。
量検出装置の一実施例につき説明しよう。この図１，図
２に於いて、図８，図９に対応する部分には同一符号を
付し、その詳細説明は省略する。本例の図１に於いても
スケール部１は波長λの磁気目盛が記録されたスケール
１ａと２個の検出ヘッド１ｂ及び１ｃとより構成され、
このスケール部１の検出ヘッド１ｂ及び１ｃより得られ
るスケール信号はスケール信号検出回路２に導かれ、こ
のスケール信号検出回路２に於いて変位量に応じて位相
の変化する数１に示す如き位相変調信号ｅPMが得られ
る。このスケール信号検出回路２の出力側に得られる位
相変調信号ｅPMを波形整形した後に内挿回路３に供給す
る。この内挿回路３はキャリア周波数ｆC に対してｎｆ
C なる周波数を持つクロックパルスを用いて分解能λ／
ｎの移動方向に応じたパルス信号を出力する如くなさ
れ、このＵＰ信号又はＤｏｗｎ信号をカウンタでカウン
トすることにより変位量を得る様にしている。ここでλ
＝２００μｍ，ｎ＝２００とすると、１μｍ毎のＵＰ信
号又はＤｏｗｎ信号が得られることとなる。
【００１２】本例に於いては内挿回路３よりのＵＰ信号
及びＤｏｗｎ信号を例えば１／５（ｍ＝５）とする逓減
回路４を介してマイクロコンピュータ５に供給し、また
この内挿回路３に得られるλ信号をこのマイクロコンピ
ュータ５に供給する。この逓減回路４は高分解能なＵＰ
信号又はＤｏｗｎ信号を低減する為の回路であり、マイ
クロコンピュータ５の処理の簡略化の為、使用したもの
である。即ち変位量検出回路の一般的な要求としては高
い分解能が必要であるが、各パラメータのずれによって
生ずるリップル成分の高調波の次数は２次であり、サン
プリング定理からもこれほどの分解能が不要なことによ
る。
及びＤｏｗｎ信号を例えば１／５（ｍ＝５）とする逓減
回路４を介してマイクロコンピュータ５に供給し、また
この内挿回路３に得られるλ信号をこのマイクロコンピ
ュータ５に供給する。この逓減回路４は高分解能なＵＰ
信号又はＤｏｗｎ信号を低減する為の回路であり、マイ
クロコンピュータ５の処理の簡略化の為、使用したもの
である。即ち変位量検出回路の一般的な要求としては高
い分解能が必要であるが、各パラメータのずれによって
生ずるリップル成分の高調波の次数は２次であり、サン
プリング定理からもこれほどの分解能が不要なことによ
る。
【００１３】また本例に於いてはスケール信号検出回路
２の出力側に得られる位相変調信号ｅPMをこのエンベロ
ープ成分を検出するリップル検出回路６に供給する。こ
のリップル検出回路６は例えば自乗検波器等で構成でき
る。このリップル検出回路６の出力側に得られる位相変
調信号ｅPMのリップル信号ＥP は検出ヘッド１ｂ及び１
ｃの直流バイアスのずれ、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの出
力レベルのずれ、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力
信号間の位相９０°よりのずれに応じた固有のパターン
を持っている。即ち検出ヘッド１ｂ及び１ｃの直流バイ
アスがずれているときのリップル信号のパターンはこの
リップル信号の周期がスケールの記録波長λに対し１周
期であり、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの出力レベルのずれ
ているときのリップル信号のパターンと検出ヘッド１ｂ
及び１ｃの夫々の出力信号間の位相９０°よりのずれて
いるときのリップル信号のパターンとはリップル信号の
周期が記録波長λに対し共に２周期であるが、この出力
レベルのずれているときのリップル信号のパターンと位
相９０°よりずれているときのリップル信号のパターン
とはリップル信号のパターンに９０°の位相差があるも
のである。
２の出力側に得られる位相変調信号ｅPMをこのエンベロ
ープ成分を検出するリップル検出回路６に供給する。こ
のリップル検出回路６は例えば自乗検波器等で構成でき
る。このリップル検出回路６の出力側に得られる位相変
調信号ｅPMのリップル信号ＥP は検出ヘッド１ｂ及び１
ｃの直流バイアスのずれ、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの出
力レベルのずれ、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力
信号間の位相９０°よりのずれに応じた固有のパターン
を持っている。即ち検出ヘッド１ｂ及び１ｃの直流バイ
アスがずれているときのリップル信号のパターンはこの
リップル信号の周期がスケールの記録波長λに対し１周
期であり、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの出力レベルのずれ
ているときのリップル信号のパターンと検出ヘッド１ｂ
及び１ｃの夫々の出力信号間の位相９０°よりのずれて
いるときのリップル信号のパターンとはリップル信号の
周期が記録波長λに対し共に２周期であるが、この出力
レベルのずれているときのリップル信号のパターンと位
相９０°よりずれているときのリップル信号のパターン
とはリップル信号のパターンに９０°の位相差があるも
のである。
【００１４】このリップル検出回路６の出力側に得られ
るリップル信号ＥPをサンプルホールド機能を有するア
ナログ−ディジタル変換器７に供給し、このアナログ−
ディジタル変換器７に於いてはマイクロコンピュータ５
からの指令に従ってサンプリングホールド毎にディジタ
ル化されたリップル信号ＥP（Ｄ）をマイクロコンピュ
ータ５に供給する。
るリップル信号ＥPをサンプルホールド機能を有するア
ナログ−ディジタル変換器７に供給し、このアナログ−
ディジタル変換器７に於いてはマイクロコンピュータ５
からの指令に従ってサンプリングホールド毎にディジタ
ル化されたリップル信号ＥP（Ｄ）をマイクロコンピュ
ータ５に供給する。
【００１５】このマイクロコンピュータ５に於いてはリ
ップル信号ＥP （Ｄ）のパターンにより、調整すべき要
素例えば検出ヘッド１ｂ及び１ｃの直流バイアスがずれ
ているのか、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力信号
のレベルがずれているのか、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの
夫々の出力信号間の位相が９０°よりずれているかを判
断し、この判断に従って調整信号を生成する如くする。
図１において５ａは調整指令信号入力端子を示し、この
調整指令信号入力端子５ａに調整指令信号が供給された
ときこのマイクロコンピュータ５より調整信号が電子ボ
リウム制御回路８を介してスケール信号検出回路２の所
定の調整を行う電子ボリウムに供給される如くなされ
る。この調整指令信号は例えば電源が投入される度毎に
発生する等必要に応じて発生する如くする。
ップル信号ＥP （Ｄ）のパターンにより、調整すべき要
素例えば検出ヘッド１ｂ及び１ｃの直流バイアスがずれ
ているのか、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力信号
のレベルがずれているのか、検出ヘッド１ｂ及び１ｃの
夫々の出力信号間の位相が９０°よりずれているかを判
断し、この判断に従って調整信号を生成する如くする。
図１において５ａは調整指令信号入力端子を示し、この
調整指令信号入力端子５ａに調整指令信号が供給された
ときこのマイクロコンピュータ５より調整信号が電子ボ
リウム制御回路８を介してスケール信号検出回路２の所
定の調整を行う電子ボリウムに供給される如くなされ
る。この調整指令信号は例えば電源が投入される度毎に
発生する等必要に応じて発生する如くする。
【００１６】本例によるスケール信号検出回路２は図２
に示す如く構成する。この図２に於いては一方の検出ヘ
ッド１ｂの出力信号をこの一方の検出ヘッド１ｂの帯磁
による直流バイアスを調整する電子ボリウムＥＲ1 より
成る直流バイアス調整器２ａｎ及び前置増幅器２ｂｎの
直列回路を介して一方及び他方の検出ヘッド１ｂ及び１
ｃの出力信号のレベル差を調整する電子ボリウムＥＲ3
を有する加算増幅器２ｆｎの一方の入力端子に供給する
と共に他方の検出ヘッド１ｃの出力信号をこの他方の検
出ヘッド１ｃの帯磁による直流バイアスを調整する電子
ボリウムＥＲ2 より成る直流バイアス調整器２ｃｎ及び
前置増幅器２ｄｎの直列回路と電子ボリウムＥＲ5 によ
り位相調整が可能な９０°移相器２ｅｎとを介して加算
増幅器２ｆｎの他方の入力端子に供給し、この加算増幅
器２ｆｎの出力信号をバンドパスフィルタ２ｇｎ及び出
力レベル調整用の電子ボリウムＥＲ4 を有する増幅器２
ｈｎを介して位相変調信号ｅPMとして、内挿回路３に供
給する。この電子ボリウムＥＲ1 ，ＥＲ2 ，ＥＲ3 ，Ｅ
Ｒ4 及びＥＲ5 としてはディジタル信号により制御され
る周知のものを使用する。
に示す如く構成する。この図２に於いては一方の検出ヘ
ッド１ｂの出力信号をこの一方の検出ヘッド１ｂの帯磁
による直流バイアスを調整する電子ボリウムＥＲ1 より
成る直流バイアス調整器２ａｎ及び前置増幅器２ｂｎの
直列回路を介して一方及び他方の検出ヘッド１ｂ及び１
ｃの出力信号のレベル差を調整する電子ボリウムＥＲ3
を有する加算増幅器２ｆｎの一方の入力端子に供給する
と共に他方の検出ヘッド１ｃの出力信号をこの他方の検
出ヘッド１ｃの帯磁による直流バイアスを調整する電子
ボリウムＥＲ2 より成る直流バイアス調整器２ｃｎ及び
前置増幅器２ｄｎの直列回路と電子ボリウムＥＲ5 によ
り位相調整が可能な９０°移相器２ｅｎとを介して加算
増幅器２ｆｎの他方の入力端子に供給し、この加算増幅
器２ｆｎの出力信号をバンドパスフィルタ２ｇｎ及び出
力レベル調整用の電子ボリウムＥＲ4 を有する増幅器２
ｈｎを介して位相変調信号ｅPMとして、内挿回路３に供
給する。この電子ボリウムＥＲ1 ，ＥＲ2 ，ＥＲ3 ，Ｅ
Ｒ4 及びＥＲ5 としてはディジタル信号により制御され
る周知のものを使用する。
【００１７】例えば電子ボリウムＥＲ4 を有する増幅器
２ｈｎを例えば図３Ａに示す如き構成とする。即ち入力
端子１０を抵抗器Ｒｉを介して演算増幅器１１の反転入
力端子−に接続すると共にこの演算増幅器１１の非反転
入力端子＋を接地し、演算増幅器１１の反転入力端子一
を抵抗器Ｒｆを構成する電子ボリウムＥＲ4 を介して出
力端子１２に接続する。この電子ボリウムＥＲ4 として
は図３Ｂに示す如く入力端１４及び出力端１５間に抵抗
値Ｒの抵抗器１６ａ、抵抗値２Ｒの抵抗器１６ｂ、抵抗
値４Ｒの抵抗器１６ｃ、抵抗値８Ｒの抵抗器１６ｄ及び
抵抗値Ｒの抵抗器１６ｅの５個の抵抗器を直列に接続
し、之等抵抗器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び１６ｄの夫
々に並列に夫々スイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１
７ｄを設け、このスイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び
１７ｄを制御用ディジタル信号入力端子１３よりの４ビ
ットのディジタル信号によりオン・オフを制御する如く
する。この場合抵抗値Ｒから１６Ｒまでの１６段階の抵
抗値を切換えて得ることができ、この図３Ａの増幅器２
ｈｎの増幅率を１６段階に可変できる。
２ｈｎを例えば図３Ａに示す如き構成とする。即ち入力
端子１０を抵抗器Ｒｉを介して演算増幅器１１の反転入
力端子−に接続すると共にこの演算増幅器１１の非反転
入力端子＋を接地し、演算増幅器１１の反転入力端子一
を抵抗器Ｒｆを構成する電子ボリウムＥＲ4 を介して出
力端子１２に接続する。この電子ボリウムＥＲ4 として
は図３Ｂに示す如く入力端１４及び出力端１５間に抵抗
値Ｒの抵抗器１６ａ、抵抗値２Ｒの抵抗器１６ｂ、抵抗
値４Ｒの抵抗器１６ｃ、抵抗値８Ｒの抵抗器１６ｄ及び
抵抗値Ｒの抵抗器１６ｅの５個の抵抗器を直列に接続
し、之等抵抗器１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び１６ｄの夫
々に並列に夫々スイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１
７ｄを設け、このスイッチ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び
１７ｄを制御用ディジタル信号入力端子１３よりの４ビ
ットのディジタル信号によりオン・オフを制御する如く
する。この場合抵抗値Ｒから１６Ｒまでの１６段階の抵
抗値を切換えて得ることができ、この図３Ａの増幅器２
ｈｎの増幅率を１６段階に可変できる。
【００１８】また励磁信号ＥX ｓｉｎ（ωC ／２）ｔを
励磁増幅器２ｊｎを介して検出ヘッド１ｂ及び１ｃに夫
々供給する。
励磁増幅器２ｊｎを介して検出ヘッド１ｂ及び１ｃに夫
々供給する。
【００１９】斯る本例に於いては調整指令信号入力端子
５ａに調整指令信号が供給されたときにマイクロコンピ
ュータ５は自動調整動作が起動される。この調整指令信
号が供給されると、マイクロコンピュータ５はλ信号を
基準にして、１波長内に於けるリップル信号のパターン
を測定し、内部のメモリに蓄える。この作業を、数波長
に亘って続けることによりリップル信号の成分が規格値
を満たしているかどうかを判断し、必要に応じて自動調
整動作を起動する。この自動調整動作は図４の手順に従
って行われる。
５ａに調整指令信号が供給されたときにマイクロコンピ
ュータ５は自動調整動作が起動される。この調整指令信
号が供給されると、マイクロコンピュータ５はλ信号を
基準にして、１波長内に於けるリップル信号のパターン
を測定し、内部のメモリに蓄える。この作業を、数波長
に亘って続けることによりリップル信号の成分が規格値
を満たしているかどうかを判断し、必要に応じて自動調
整動作を起動する。この自動調整動作は図４の手順に従
って行われる。
【００２０】先ず最初にマイクロコンピュータ５は検出
ヘッド１ｂの出力信号の直流バイアスから調整を開始す
る（ステップＳ１００）。この直流バイアスの調整は図
５のフローチャートに示す如く先ず検出ヘッド１ｂの出
力信号に直流バイアスのずれがあるかどうか判断され
る。この直流バイアスのずれに伴うリップル信号のパタ
ーンは波長λに対して１周期の成分を有しており、この
検出ヘッド１ｂの出力信号の直流バイアスにずれがある
と波長λ内の固有な位置にリップル信号が極大になる点
Ｂ1MAXと、極小になる点Ｂ1MINが発生するので、このと
きはこの点に於ける電圧値Ｅ（Ｂ1MAX）及びＥ
（Ｂ1MIN）を求める。この検出ヘッド１ｂの出力信号の
直流バイアスにずれがなく規格値のときはこの調整は終
了する。
ヘッド１ｂの出力信号の直流バイアスから調整を開始す
る（ステップＳ１００）。この直流バイアスの調整は図
５のフローチャートに示す如く先ず検出ヘッド１ｂの出
力信号に直流バイアスのずれがあるかどうか判断され
る。この直流バイアスのずれに伴うリップル信号のパタ
ーンは波長λに対して１周期の成分を有しており、この
検出ヘッド１ｂの出力信号の直流バイアスにずれがある
と波長λ内の固有な位置にリップル信号が極大になる点
Ｂ1MAXと、極小になる点Ｂ1MINが発生するので、このと
きはこの点に於ける電圧値Ｅ（Ｂ1MAX）及びＥ
（Ｂ1MIN）を求める。この検出ヘッド１ｂの出力信号の
直流バイアスにずれがなく規格値のときはこの調整は終
了する。
【００２１】またこの直流バイアスにずれがあるときに
は、この極大点の電圧値Ｅ（Ｂ1MAX）と極小点の電圧値
Ｅ（Ｂ1MIN）との電圧差ΔＥ（Ｂ）を求める。この電圧
差ΔＥ（Ｂ）はこの直流バイアスの方向と大きさを示し
ている。即ち ΔＥ（Ｂ）＝Ｅ（Ｂ1MAX）−Ｅ（Ｂ1MIN） を計算し、ΔＥ（Ｂ）≧０のときは直流バイアスはプラ
ス側に帯磁しており、ΔＥ（Ｂ）＜０のときは直流バイ
アスはマイナス側に帯磁していることとなる。そこでマ
イクロコンピュータ５はこの電圧差ΔＥ（Ｂ）の値に従
って電子ボリウムＥＲ1 を調整し、このΔＥ（Ｂ）の値
が規格値（最小）になるまで調整し、このΔＥ（Ｂ）が
規格値に達したときにこの調整を終了する。
は、この極大点の電圧値Ｅ（Ｂ1MAX）と極小点の電圧値
Ｅ（Ｂ1MIN）との電圧差ΔＥ（Ｂ）を求める。この電圧
差ΔＥ（Ｂ）はこの直流バイアスの方向と大きさを示し
ている。即ち ΔＥ（Ｂ）＝Ｅ（Ｂ1MAX）−Ｅ（Ｂ1MIN） を計算し、ΔＥ（Ｂ）≧０のときは直流バイアスはプラ
ス側に帯磁しており、ΔＥ（Ｂ）＜０のときは直流バイ
アスはマイナス側に帯磁していることとなる。そこでマ
イクロコンピュータ５はこの電圧差ΔＥ（Ｂ）の値に従
って電子ボリウムＥＲ1 を調整し、このΔＥ（Ｂ）の値
が規格値（最小）になるまで調整し、このΔＥ（Ｂ）が
規格値に達したときにこの調整を終了する。
【００２２】次にマイクロコンピュータ５は検出ヘッド
１ｃの出力信号の直流バイアスを調整する（ステップＳ
１０１）。この検出ヘッド１ｃの出力信号の直流バイア
スの調整は図５の検出ヘッド１ｂの出力信号の直流バイ
アス調整と同様に行なわれ、この直流バイアスにずれが
ないとき及び電子ボリウムＥＲ2 を調整し極大点の電圧
Ｅ（Ｂ2MAX）と極小点の電圧Ｅ（Ｂ2MIN）との電圧差Δ
Ｅ（Ｂ）が規格値（最小）になったときにこの調整を終
了する。
１ｃの出力信号の直流バイアスを調整する（ステップＳ
１０１）。この検出ヘッド１ｃの出力信号の直流バイア
スの調整は図５の検出ヘッド１ｂの出力信号の直流バイ
アス調整と同様に行なわれ、この直流バイアスにずれが
ないとき及び電子ボリウムＥＲ2 を調整し極大点の電圧
Ｅ（Ｂ2MAX）と極小点の電圧Ｅ（Ｂ2MIN）との電圧差Δ
Ｅ（Ｂ）が規格値（最小）になったときにこの調整を終
了する。
【００２３】次にマイクロコンピュータ５は検出ヘッド
１ｂ及び１ｃの出力信号のレベル差の調整を行う（ステ
ップＳ１０２）。この検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の
出力信号の出力レベル差の調整は図６のフローチャート
に示す如く先ず、之等出力信号に出力レベル差があるか
どうかを判断する。之等出力信号にレベル差がないとき
にはこの調整は終了する。
１ｂ及び１ｃの出力信号のレベル差の調整を行う（ステ
ップＳ１０２）。この検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の
出力信号の出力レベル差の調整は図６のフローチャート
に示す如く先ず、之等出力信号に出力レベル差があるか
どうかを判断する。之等出力信号にレベル差がないとき
にはこの調整は終了する。
【００２４】之等出力信号にレベル差があるときにはこ
のリップル信号のパターンは波長λに対して２周期の成
分を持っており、略等しい大きさの２つの極大点
Ｇ1MAX，Ｇ 2MAX及び略等しい２つの極小点Ｇ1MIN，Ｇ
2MINが存在するので、之等を求め、次にこの極大点の電
圧Ｅ（Ｇ1MAX）と極小点の電圧Ｅ（ＧIMIN）との電圧差
ΔＥ（Ｇ）を求める。この電圧差ΔＥ（Ｇ）が之等出力
信号のレベル差の大きさとずれの方向を表わしている。
この電圧差ΔＥ（Ｇ）がΔＥ（Ｇ）≧０のときは検出ヘ
ッド１ｂの出力信号のレベル≧検出ヘッド１ｃの出力信
号のレベルであり、ΔＥ（Ｇ）＜０のときは検出ヘッド
１ｂの出力信号のレベル＜検出ヘッド１ｃの出力信号の
レベルである。このΔＥ（Ｇ）の値に応じてマイクロコ
ンピュータ５は電子ボリウムＥＲ3 を調整し、この電圧
差ΔＥ（Ｇ）が規格値（最小）に到達したときに、この
調整を終了する。
のリップル信号のパターンは波長λに対して２周期の成
分を持っており、略等しい大きさの２つの極大点
Ｇ1MAX，Ｇ 2MAX及び略等しい２つの極小点Ｇ1MIN，Ｇ
2MINが存在するので、之等を求め、次にこの極大点の電
圧Ｅ（Ｇ1MAX）と極小点の電圧Ｅ（ＧIMIN）との電圧差
ΔＥ（Ｇ）を求める。この電圧差ΔＥ（Ｇ）が之等出力
信号のレベル差の大きさとずれの方向を表わしている。
この電圧差ΔＥ（Ｇ）がΔＥ（Ｇ）≧０のときは検出ヘ
ッド１ｂの出力信号のレベル≧検出ヘッド１ｃの出力信
号のレベルであり、ΔＥ（Ｇ）＜０のときは検出ヘッド
１ｂの出力信号のレベル＜検出ヘッド１ｃの出力信号の
レベルである。このΔＥ（Ｇ）の値に応じてマイクロコ
ンピュータ５は電子ボリウムＥＲ3 を調整し、この電圧
差ΔＥ（Ｇ）が規格値（最小）に到達したときに、この
調整を終了する。
【００２５】続いてマイクロコンピュータ５は出力レベ
ルの調整を行う（ステップＳ１０３）。これはリップル
信号を含む出力電圧の平均値を検出しこの出力電圧の平
均値を規定の出力レベルに達するように電子ボリウムＥ
Ｒ4 を調整する。
ルの調整を行う（ステップＳ１０３）。これはリップル
信号を含む出力電圧の平均値を検出しこの出力電圧の平
均値を規定の出力レベルに達するように電子ボリウムＥ
Ｒ4 を調整する。
【００２６】次に検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力
信号間の位相差（λ／４）のずれを調整する（ステップ
Ｓ１０４）。この検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力
信号間の位相差（λ／４）即ち９０°よりのずれの調整
は図７のフローチャートに示す如く、先ず之等出力信号
間の位相差（λ／４）よりのずれがあるかどうかを判断
する。これら出力信号間の位相差が９０°でずれがない
ときにはこの調整は終了する。
信号間の位相差（λ／４）のずれを調整する（ステップ
Ｓ１０４）。この検出ヘッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力
信号間の位相差（λ／４）即ち９０°よりのずれの調整
は図７のフローチャートに示す如く、先ず之等出力信号
間の位相差（λ／４）よりのずれがあるかどうかを判断
する。これら出力信号間の位相差が９０°でずれがない
ときにはこの調整は終了する。
【００２７】之等出力信号間の位相差が９０°よりずれ
ているときにはリップル信号のパターンに波長λに対し
て２周期の成分を持ち且つ之等出力信号のレベル差のず
れた時と極大点及び極小点の発生位置に９０°の位相差
がある。この極大点Ｐ1MAX，Ｐ2MAX（之等の電圧値は略
等しい）及び極小点ＰIMIN，Ｐ 2MIN（之等電圧値は略等
しい）に於ける電圧値の差ΔＥ（Ｐ）を求める。 ΔＥ（Ｐ）＝Ｅ（Ｐ1MAX）−Ｅ（Ｐ1MIN） この電圧差ΔＥ（Ｐ）が之等出力信号間の位相差（λ／
４）のずれの方向及び大きさを表している。マイクロコ
ンピュータ５はこの電圧差ΔＥ（Ｐ）に応じて電子ボリ
ウムＥＲ5 を調整し、この電圧差ΔＥ（Ｐ）が規格値
（最小）に達するまで、この調整を行う。この電圧差Δ
Ｅ（Ｐ）が規格値に達したときにこの調整を終了する。
ているときにはリップル信号のパターンに波長λに対し
て２周期の成分を持ち且つ之等出力信号のレベル差のず
れた時と極大点及び極小点の発生位置に９０°の位相差
がある。この極大点Ｐ1MAX，Ｐ2MAX（之等の電圧値は略
等しい）及び極小点ＰIMIN，Ｐ 2MIN（之等電圧値は略等
しい）に於ける電圧値の差ΔＥ（Ｐ）を求める。 ΔＥ（Ｐ）＝Ｅ（Ｐ1MAX）−Ｅ（Ｐ1MIN） この電圧差ΔＥ（Ｐ）が之等出力信号間の位相差（λ／
４）のずれの方向及び大きさを表している。マイクロコ
ンピュータ５はこの電圧差ΔＥ（Ｐ）に応じて電子ボリ
ウムＥＲ5 を調整し、この電圧差ΔＥ（Ｐ）が規格値
（最小）に達するまで、この調整を行う。この電圧差Δ
Ｅ（Ｐ）が規格値に達したときにこの調整を終了する。
【００２８】本例は上述の如く位相変調信号のリップル
を検出し、このリップル信号のパターンにより、検出ヘ
ッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力信号の直流バイアスの調
整、之等出力信号間のレベル差の調整、之等出力信号間
の位相差（λ／４）のずれの調整を行い、このリップル
信号のパターンが規格値（最小）達するまで自動的に行
っているので、常にバラツキのない安定な調整ができ、
常に高精度な変位量の検出が出来る利益がある。
を検出し、このリップル信号のパターンにより、検出ヘ
ッド１ｂ及び１ｃの夫々の出力信号の直流バイアスの調
整、之等出力信号間のレベル差の調整、之等出力信号間
の位相差（λ／４）のずれの調整を行い、このリップル
信号のパターンが規格値（最小）達するまで自動的に行
っているので、常にバラツキのない安定な調整ができ、
常に高精度な変位量の検出が出来る利益がある。
【００２９】尚、上述実施例では位相変調信号ｅPMのリ
ップル信号のパターンの極大点，極小点をマイクロコン
ピュータ５により判断しているが、この場合調整項目に
応じて夫々の電子ボリウムＥＲ1 ，ＥＲ2 ，ＥＲ3 及び
ＥＲ5 を夫々最小から最大に変化してこの極大点及び極
小点を検出するようにし、その後上述の調整をするよう
にすれば上述の極大点及び極小点の検出が容易となる利
益がある。
ップル信号のパターンの極大点，極小点をマイクロコン
ピュータ５により判断しているが、この場合調整項目に
応じて夫々の電子ボリウムＥＲ1 ，ＥＲ2 ，ＥＲ3 及び
ＥＲ5 を夫々最小から最大に変化してこの極大点及び極
小点を検出するようにし、その後上述の調整をするよう
にすれば上述の極大点及び極小点の検出が容易となる利
益がある。
【００３０】またこの位相変調信号ｅPMのリップル信号
のパターンの極大点及び極小点は波長λを基準とし、こ
のλが決まっていれば、調整項目に応じて予め極大点及
び極小点の発生位置が決まるので、この極大点及び極小
点の発生位置を予めマイクロコンピュータ５のメモリに
記憶しておき調整項目に応じて、このメモリよりの信号
により極大点及び極小点を決定する様にすれば、この極
大点及び極小点の判断に要する時間だけ上述調整を早く
することができる利益がある。
のパターンの極大点及び極小点は波長λを基準とし、こ
のλが決まっていれば、調整項目に応じて予め極大点及
び極小点の発生位置が決まるので、この極大点及び極小
点の発生位置を予めマイクロコンピュータ５のメモリに
記憶しておき調整項目に応じて、このメモリよりの信号
により極大点及び極小点を決定する様にすれば、この極
大点及び極小点の判断に要する時間だけ上述調整を早く
することができる利益がある。
【００３１】また本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採り
得ることは勿論である。
発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採り
得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】本発明に依れば常にバラツキのない安定
な調整ができ、常に高精度の変位量の検出が出来る利益
がある。
な調整ができ、常に高精度の変位量の検出が出来る利益
がある。
【図１】本発明変位量検出装置の一実施例を示す構成図
である。
である。
【図２】図１のスケール信号検出回路の例を示す構成図
である。
である。
【図３】電子ボリウムの例を示す結線図である。
【図４】本発明の説明に供する線図である。
【図５】本発明の説明に供する線図である。
【図６】本発明の説明に供する線図である。
【図７】本発明の説明に供する線図である。
【図８】従来の変位量検出装置の例を示す構成図であ
る。
る。
【図９】従来のスケール信号検出回路の例を示す構成図
である。
である。
１ スケール部 ２ スケール信号検出回路 ２ａｎ，２ｃｎ 直流バイアス調整器 ２ｅｎ ９０°移相器 ２ｆｎ 加算増幅器 ２ｈｎ 増幅器 ３ 内挿回路 ５ マイクロコンピュータ ６ リップル検出回路 ８ 電子ボリウム制御回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 検出ヘッドとスケールとの相対的移動に
伴って変化する位相変調信号により変位量を検出するよ
うにした変位量検出装置において、 上記位相変調信号のリップル成分を検出するリップル検
出回路を設け、該リップル検出回路より得られるリップ
ル成分によりずれを生じている調整要素を特定し、上記
リップル成分が最小になるように上記調整要素を調整す
るようにしたことを特徴とする変位量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967691A JP3198539B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 変位量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17967691A JP3198539B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 変位量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526657A true JPH0526657A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3198539B2 JP3198539B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=16069929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17967691A Expired - Fee Related JP3198539B2 (ja) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | 変位量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198539B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP17967691A patent/JP3198539B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3198539B2 (ja) | 2001-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |