JPH06147922A - 変位測定装置 - Google Patents
変位測定装置Info
- Publication number
- JPH06147922A JPH06147922A JP32591192A JP32591192A JPH06147922A JP H06147922 A JPH06147922 A JP H06147922A JP 32591192 A JP32591192 A JP 32591192A JP 32591192 A JP32591192 A JP 32591192A JP H06147922 A JPH06147922 A JP H06147922A
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- JP
- Japan
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- signal
- abnormality
- wave signal
- warning
- sine wave
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ロータリーエンコーダやリニアエンコーダー
等において、装置の異常を容易に判定することができる
異常検出手段を有した変位測定装置を得ること。 【構成】 移動物体に設けたスケールを読取手段で読取
り、該読取手段から出力されてくる略正弦波信号と略余
弦波信号より位置又は角度に関するパルスを発生させ、
該パルスを計数することにより該移動物体の変位情報を
検出する際、該読取手段からの略正弦波信号と略余弦波
信号の２乗の和信号の変化を検知する変化検知手段と、
該変化検知手段からの信号に基づいて警告信号を出力す
る警告出力手段とを有する異常検出手段を設けたこと。
等において、装置の異常を容易に判定することができる
異常検出手段を有した変位測定装置を得ること。 【構成】 移動物体に設けたスケールを読取手段で読取
り、該読取手段から出力されてくる略正弦波信号と略余
弦波信号より位置又は角度に関するパルスを発生させ、
該パルスを計数することにより該移動物体の変位情報を
検出する際、該読取手段からの略正弦波信号と略余弦波
信号の２乗の和信号の変化を検知する変化検知手段と、
該変化検知手段からの信号に基づいて警告信号を出力す
る警告出力手段とを有する異常検出手段を設けたこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変位測定装置に関し、例
えばロータリーエンコーダやリニアエンコーダ等の変位
測定装置に関するものである。
えばロータリーエンコーダやリニアエンコーダ等の変位
測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より例えばインクリメンタル型のロ
ータリーエンコーダ等においては２つの受光手段から得
られる位相の異なる２つの正弦波信号を用いて回転物体
の回転変位量及び回転方向等を検出している。
ータリーエンコーダ等においては２つの受光手段から得
られる位相の異なる２つの正弦波信号を用いて回転物体
の回転変位量及び回転方向等を検出している。
【０００３】このときの原信号に対して分割単位に相当
する位相差を有した複数の信号を作り、その波形の零点
を検出して分割パルスを得て、検出分解能を高めるよう
にした信号内挿回路が利用されている。
する位相差を有した複数の信号を作り、その波形の零点
を検出して分割パルスを得て、検出分解能を高めるよう
にした信号内挿回路が利用されている。
【０００４】このように従来の変位測定装置ではスケー
ルと該スケールを読取る読取手段との相対的変位を該読
取手段により磁気的又は光学的に検出し、該スケールと
読取手段との相対変位に対して、２相の矩形波又はアッ
プダウンパルスを出力し、変位情報をデジタル信号に変
換している。このとき、正弦波又は略正弦波の電気信号
に対して信号内挿回路により内挿処理をすることによ
り、より高分解能の矩形波出力を得る手段が用いられて
いる。
ルと該スケールを読取る読取手段との相対的変位を該読
取手段により磁気的又は光学的に検出し、該スケールと
読取手段との相対変位に対して、２相の矩形波又はアッ
プダウンパルスを出力し、変位情報をデジタル信号に変
換している。このとき、正弦波又は略正弦波の電気信号
に対して信号内挿回路により内挿処理をすることによ
り、より高分解能の矩形波出力を得る手段が用いられて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の変位測定装置で
は各要素の異常発生を検出する際、内挿／分割手段から
の出力信号を用いていた。即ち、パルスを計数するカウ
ンタに入力する前段の矩形波信号を論理回路によって処
理することにより行われてきた。この為スケールの読取
手段側での異常と内挿／分割手段側の後段の回路での異
常とを分離して判別することができず、又移動物体が停
止のときは判定することができないといった問題点があ
った。
は各要素の異常発生を検出する際、内挿／分割手段から
の出力信号を用いていた。即ち、パルスを計数するカウ
ンタに入力する前段の矩形波信号を論理回路によって処
理することにより行われてきた。この為スケールの読取
手段側での異常と内挿／分割手段側の後段の回路での異
常とを分離して判別することができず、又移動物体が停
止のときは判定することができないといった問題点があ
った。
【０００６】本発明は２つの受光手段で得られる位相が
π／２異なる正弦波信号と余弦波信号とを適切に信号処
理することにより装置の異常がスケールの読取手段側で
あるか、その以降の回路側であるかを容易に判別するこ
とができ、しかも移動物体が停止しているときであって
も装置の異常を容易に検出することができる変位測定装
置の提供を目的とする。
π／２異なる正弦波信号と余弦波信号とを適切に信号処
理することにより装置の異常がスケールの読取手段側で
あるか、その以降の回路側であるかを容易に判別するこ
とができ、しかも移動物体が停止しているときであって
も装置の異常を容易に検出することができる変位測定装
置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の変位測定装置
は、移動物体に設けたスケールを読取手段で読取り、該
読取手段から出力されてくる略正弦波信号と略余弦波信
号より位置又は角度に関するパルスを発生させ、該パル
スを計数することにより該移動物体の変位情報を検出す
る際、該読取手段からの略正弦波信号と略余弦波信号の
２乗の和信号の変化を検知する変化検知手段と、該変化
検知手段からの信号に基づいて警告信号を出力する警告
出力手段とを有する異常検出手段を設けたことを特徴と
している。
は、移動物体に設けたスケールを読取手段で読取り、該
読取手段から出力されてくる略正弦波信号と略余弦波信
号より位置又は角度に関するパルスを発生させ、該パル
スを計数することにより該移動物体の変位情報を検出す
る際、該読取手段からの略正弦波信号と略余弦波信号の
２乗の和信号の変化を検知する変化検知手段と、該変化
検知手段からの信号に基づいて警告信号を出力する警告
出力手段とを有する異常検出手段を設けたことを特徴と
している。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部ブロック図で
ある。
ある。
【０００９】図中１は読取手段であり、移動物体（不図
示）に関して設けたスケールの変位を読み取っている。
読取手段１の構成としては、例えば特開平２−２３１５
２４号公報や特開平２−２３１５２６号公報や特開平３
−９９２２２号公報等で提案されているロータリーエン
コーダやリニアエンコーダー等の構成と同様である。
示）に関して設けたスケールの変位を読み取っている。
読取手段１の構成としては、例えば特開平２−２３１５
２４号公報や特開平２−２３１５２６号公報や特開平３
−９９２２２号公報等で提案されているロータリーエン
コーダやリニアエンコーダー等の構成と同様である。
【００１０】読取手段１からはスケールの変位に基づく
図３で示すような正弦波信号ＶA ＝Ａsin θと、それよ
り９０度位相が異なる余弦波信号ＶB ＝Ａcos θの少な
くとも２つの信号が出力されている（尚、実際には完全
な正弦波信号より、多少波形が崩れた略正弦波信号と略
余弦波信号が出力されてくる）。
図３で示すような正弦波信号ＶA ＝Ａsin θと、それよ
り９０度位相が異なる余弦波信号ＶB ＝Ａcos θの少な
くとも２つの信号が出力されている（尚、実際には完全
な正弦波信号より、多少波形が崩れた略正弦波信号と略
余弦波信号が出力されてくる）。
【００１１】又、このときθ＝tan-1 （ＶA ／ＶB ）と
なり、２つの信号ＶA ，ＶB のレベルから元の正弦波信
号の１周期内（θ＝０〜２π）の位置をθとして求めて
いる。
なり、２つの信号ＶA ，ＶB のレベルから元の正弦波信
号の１周期内（θ＝０〜２π）の位置をθとして求めて
いる。
【００１２】２は内挿／分割手段であり、読取手段１か
らの９０度位相が異なった２つの信号ＶA ，ＶB より公
知の方法によりパルスを内挿して、ＵＰパルス又はＤＯ
ＷＮパルスを出力している。信号内挿方式としては、例
えば正弦波信号と余弦波信号を複数の組抵抗を利用して
分割して、その分割値のゼロクロスをコンパレータによ
り求める位相ディジタイザ等が適用可能である。
らの９０度位相が異なった２つの信号ＶA ，ＶB より公
知の方法によりパルスを内挿して、ＵＰパルス又はＤＯ
ＷＮパルスを出力している。信号内挿方式としては、例
えば正弦波信号と余弦波信号を複数の組抵抗を利用して
分割して、その分割値のゼロクロスをコンパレータによ
り求める位相ディジタイザ等が適用可能である。
【００１３】３はパルス係数手段であり、内挿／分割手
段２から出力されるパルス数を数えることにより移動物
体の移動速度（回転速度）や移動方向（回転方向）等の
変位情報を検出している。
段２から出力されるパルス数を数えることにより移動物
体の移動速度（回転速度）や移動方向（回転方向）等の
変位情報を検出している。
【００１４】４は演算手段であり、読取手段１からの正
弦波信号ＶA と余弦波信号ＶB の２乗の和信号ＶM を求
めている。
弦波信号ＶA と余弦波信号ＶB の２乗の和信号ＶM を求
めている。
【００１５】例えば正常時であれば、 ＶM ＝ＶA 2＋ＶB 2＝Ａ2 （sin2θ＋cos2θ）＝Ａ2 ＝const ‥‥（１） となる。図３に２乗の和信号ＶM を示している。
【００１６】５は比較手段であり、演算手段４から出力
されてくる２乗の和信号ＶM が予め設定した正常時の最
大値ＶMAX と最小値ＶMIN との間にあるか否かを比較し
ている。
されてくる２乗の和信号ＶM が予め設定した正常時の最
大値ＶMAX と最小値ＶMIN との間にあるか否かを比較し
ている。
【００１７】そして、２乗の和信号ＶM が ＶM ≧ＶMAX ＶM ≦ＶMIN の時は読取手段１側に何んらかの異常があったとみなし
て、異常信号Ｓａを出力している。
て、異常信号Ｓａを出力している。
【００１８】本実施例では演算手段４と比較手段５は、
読取手段１からの信号が予め設定した範囲から外れてい
るか否かの変化を検知する変化検知手段６を構成してい
る。
読取手段１からの信号が予め設定した範囲から外れてい
るか否かの変化を検知する変化検知手段６を構成してい
る。
【００１９】７は警告出力手段であり、比較手段５から
の信号Ｓａに基づいて警告音や警告表示等の警告信号を
出力して、本装置に異常があることを知らせている。本
実施例では変化検知手段６と警告出力手段７は異常検出
手段の一要素を構成している。
の信号Ｓａに基づいて警告音や警告表示等の警告信号を
出力して、本装置に異常があることを知らせている。本
実施例では変化検知手段６と警告出力手段７は異常検出
手段の一要素を構成している。
【００２０】本実施例において、正常時には読取手段１
からの信号ＶA ，ＶB の２乗の和信号ＶM は（１）式よ
り一定となる。
からの信号ＶA ，ＶB の２乗の和信号ＶM は（１）式よ
り一定となる。
【００２１】しかしながら、例えば信号ＶB が断線等で
出力されなくなった時には２乗の和信号ＶM はＶB ＝０
となり、このとき２乗の和信号ＶM は ＶM ＝Ａ2sin2 θ となり、図３に示すように信号レベルが変化する。そこ
でこのときの変化を比較手段５で比較することにより、
読取手段１側の異常を検知している。もしこの異常検出
手段で異常が検出されないのに最終的に測定異常があっ
た場合には、それ以降の回路の異常と判断できる。
出力されなくなった時には２乗の和信号ＶM はＶB ＝０
となり、このとき２乗の和信号ＶM は ＶM ＝Ａ2sin2 θ となり、図３に示すように信号レベルが変化する。そこ
でこのときの変化を比較手段５で比較することにより、
読取手段１側の異常を検知している。もしこの異常検出
手段で異常が検出されないのに最終的に測定異常があっ
た場合には、それ以降の回路の異常と判断できる。
【００２２】図２は本発明の実施例２の要部ブロック図
である。
である。
【００２３】図中２１はＡ／Ｄ変換器であり、読取手段
１からのアナログ量の正弦波信号ＶA ＝Ａsin θと余弦
波信号ＶB ＝Ａcos θをデジタル信号に変換している。
１からのアナログ量の正弦波信号ＶA ＝Ａsin θと余弦
波信号ＶB ＝Ａcos θをデジタル信号に変換している。
【００２４】２２は演算比較手段であり、Ａ／Ｄ変換器
２１によりデジタル信号に変換した信号ＶA ，ＶB の２
乗の和信号ＶM を求めている。即ち ＶM ＝ＶA 2＋ＶB 2 を求めている。そして２乗の和信号ＶM が予め設定した
正常時の最大値ＶMAX と最小値ＶMIN との間にあるか否
かを比較している。
２１によりデジタル信号に変換した信号ＶA ，ＶB の２
乗の和信号ＶM を求めている。即ち ＶM ＝ＶA 2＋ＶB 2 を求めている。そして２乗の和信号ＶM が予め設定した
正常時の最大値ＶMAX と最小値ＶMIN との間にあるか否
かを比較している。
【００２５】そして２乗の和信号ＶM が ＶM ≧ＶMAX ＶM ≦ＶMIN の時は、読取手段１側に何んらかの異常があったと見な
して異常信号Ｓａを出力している。この他の構成は図１
の実施例１と同じである。
して異常信号Ｓａを出力している。この他の構成は図１
の実施例１と同じである。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、２つの受
光手段で得られる位相がπ／２異なる正弦波信号と余弦
波信号とを適切に信号処理することにより装置の異常が
スケールの読取手段側であるか、その以降の回路側であ
るかを容易に判別することができ、しかも移動物体が停
止しているときであっても装置の異常を容易に検出する
ことができる変位測定装置を達成することができる。特
に本発明によれば、「正弦波信号を発生する変位測定装
置の異常検出が簡単な演算回路で実現でき、又矩形波に
変換する前段で検出をする為に異常の原因特定が容易で
ある。読取手段でスケールの変位量を電気信号に変換す
る際に、電気的増幅手段等の周波数特性により正弦波又
は略正弦波信号の振幅が一定速度以上で減少するが、本
発明によればこのときの信号振幅の減少を検出すること
ができる。例えば異常検出回路をアナログ演算手段を用
いて構成することにより更に異常検出の高速化が可能と
なる。」等の効果がある。
光手段で得られる位相がπ／２異なる正弦波信号と余弦
波信号とを適切に信号処理することにより装置の異常が
スケールの読取手段側であるか、その以降の回路側であ
るかを容易に判別することができ、しかも移動物体が停
止しているときであっても装置の異常を容易に検出する
ことができる変位測定装置を達成することができる。特
に本発明によれば、「正弦波信号を発生する変位測定装
置の異常検出が簡単な演算回路で実現でき、又矩形波に
変換する前段で検出をする為に異常の原因特定が容易で
ある。読取手段でスケールの変位量を電気信号に変換す
る際に、電気的増幅手段等の周波数特性により正弦波又
は略正弦波信号の振幅が一定速度以上で減少するが、本
発明によればこのときの信号振幅の減少を検出すること
ができる。例えば異常検出回路をアナログ演算手段を用
いて構成することにより更に異常検出の高速化が可能と
なる。」等の効果がある。
【図１】 本発明の実施例１の要部ブロック図
【図２】 本発明の実施例２の要部ブロック図
【図３】 本発明に係る各種の信号の波形図
１ 読取手段 ２ 内挿／分割手段 ３ パルス計数手段 ４ 演算手段 ５ 比較手段 ６，２３ 変化検知手段 ７ 警告出力手段 ２１ Ａ／Ｄ変換器 ２２ 演算比較手段
Claims (1)
- 【請求項１】 移動物体に設けたスケールを読取手段で
読取り、該読取手段から出力されてくる略正弦波信号と
略余弦波信号より位置又は角度に関するパルスを発生さ
せ、該パルスを計数することにより該移動物体の変位情
報を検出する際、該読取手段からの略正弦波信号と略余
弦波信号の２乗の和信号の変化を検知する変化検知手段
と、該変化検知手段からの信号に基づいて警告信号を出
力する警告出力手段とを有する異常検出手段を設けたこ
とを特徴とする変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32591192A JPH06147922A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32591192A JPH06147922A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 変位測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06147922A true JPH06147922A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=18181970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32591192A Pending JPH06147922A (ja) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | 変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06147922A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139739A (ja) * | 2005-10-20 | 2007-06-07 | Denso Corp | 回転角度検出装置 |
| EP1850137A2 (en) * | 2006-04-27 | 2007-10-31 | JTEKT Corporation | Rotational position measuring device |
| EP1728705A3 (en) * | 2005-06-02 | 2011-05-11 | JTEKT Corporation | Electric power steering apparatus, and method for detecting abnormality of angle detector thereof |
| JP2011099846A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-05-19 | Denso Corp | 回転角検出装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置 |
| JP2012100496A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Toshiba Mach Co Ltd | リニアモータの制御判断方法および制御装置 |
| JP2014134390A (ja) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Jtekt Corp | 回転角センサの異常検出装置 |
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| CN108027250A (zh) * | 2016-06-09 | 2018-05-11 | 日立汽车系统株式会社 | 旋转角度传感器的诊断装置及诊断方法、以及促动器的控制装置 |
| KR101944424B1 (ko) * | 2018-06-12 | 2019-01-30 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 미분을 이용한 펄스 폭 측정 방법 |
| KR101963891B1 (ko) * | 2018-09-03 | 2019-04-01 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 미분 신호 검출 장치 및 이를 이용한 디지털 수신기 |
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| EP3450907A4 (en) * | 2016-04-28 | 2019-07-24 | Mitsubishi Electric Corporation | ANGLE DETECTION DEVICE AND ELECTRIC POWER STEERING DEVICE |
-
1992
- 1992-11-10 JP JP32591192A patent/JPH06147922A/ja active Pending
Cited By (16)
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