JPH06273194A - 測定装置の出力補間回路 - Google Patents
測定装置の出力補間回路Info
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- JPH06273194A JPH06273194A JP6374993A JP6374993A JPH06273194A JP H06273194 A JPH06273194 A JP H06273194A JP 6374993 A JP6374993 A JP 6374993A JP 6374993 A JP6374993 A JP 6374993A JP H06273194 A JPH06273194 A JP H06273194A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相分割数を容易に増やすことができ、構成
が簡単で、高精度かつ低価格の出力補間回路を提供す
る。 【構成】 ノーマライズ部４およびＡ／Ｄコンバータ５
は、交流信号ｖA ，ｖBをノーマライズし、その瞬時値
をデジタル化する。補間テーブル部６は、デジタル信号
値ｖad，ｖbdから位相情報θを逆算し、それに応じて段
階的かつ単調に変化する補間テーブル値Ｖ（θ）を演算
する。補間パルス出力部７は、補間テーブル値Ｖ（θ）
が増減したときに補間パルスＰOUT を出力端子１９また
は２０に出力する。
が簡単で、高精度かつ低価格の出力補間回路を提供す
る。 【構成】 ノーマライズ部４およびＡ／Ｄコンバータ５
は、交流信号ｖA ，ｖBをノーマライズし、その瞬時値
をデジタル化する。補間テーブル部６は、デジタル信号
値ｖad，ｖbdから位相情報θを逆算し、それに応じて段
階的かつ単調に変化する補間テーブル値Ｖ（θ）を演算
する。補間パルス出力部７は、補間テーブル値Ｖ（θ）
が増減したときに補間パルスＰOUT を出力端子１９また
は２０に出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は測定装置の出力補間回
路に関し、特に、相対する２つの部材の相対移動変位量
に応じて互いに位相の異なる複数相の検出信号を出力す
る光学式位置検出器のような測定装置の出力補間回路に
関する。
路に関し、特に、相対する２つの部材の相対移動変位量
に応じて互いに位相の異なる複数相の検出信号を出力す
る光学式位置検出器のような測定装置の出力補間回路に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、メインスケールにインデック
ススケールが移動可能に設けられ、メインスケールとイ
ンデックススケールの相対移動変位量に応じて互いにπ
／２位相が異なる２つの交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎθ，ｖ
B ＝Ａｓｉｎ（θ−π／２）を出力する光学式位置検出
器が知られている。このような光学式位置検出器にあっ
ては、メインスケールおよびインデックススケールの光
学格子のスケールピッチを小さくすればするほど検出値
の分解能を高めることができるが、小さくするにも技術
上の限界がある。
ススケールが移動可能に設けられ、メインスケールとイ
ンデックススケールの相対移動変位量に応じて互いにπ
／２位相が異なる２つの交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎθ，ｖ
B ＝Ａｓｉｎ（θ−π／２）を出力する光学式位置検出
器が知られている。このような光学式位置検出器にあっ
ては、メインスケールおよびインデックススケールの光
学格子のスケールピッチを小さくすればするほど検出値
の分解能を高めることができるが、小さくするにも技術
上の限界がある。
【０００３】そこで、交流信号ｖA ，ｖB を位相分割す
ることによって分解能を高める方法が提案された。以
下、その代表的な方法である抵抗分割法について説明す
る。図４は位相分割数Ｎが４の出力補間回路３０の電気
回路図、図５は出力補間回路３０の動作を示すタイムチ
ャートである。この出力補間回路３０は、抵抗値が等し
い４つの抵抗３１，３２，３３，３４および５つのノー
ドＮ３１，Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４，Ｎ３５を含み、交
流信号ｖA ，ｖB を位相分割し、交流信号ｖA ，ｖB ，
ｖC ，ｖD を出力する抵抗直列体３５と、交流信号
ｖA ，ｖB の駆動能力を高めて抵抗直列体３５のノード
Ｎ３１，Ｎ３３に入力するためのバッファアンプ３８，
３９と、駆動能力が高められた交流信号ｖA をさらに反
転させて抵抗直列体３５のノードＮ３５に入力するため
の反転アンプ４０と、抵抗直列体３５のノードＮ３１，
Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４から出力される交流信号ｖA ，
ｖC ，ｖ B ，ｖD を矩形波信号ＶA ，ＶC ，ＶB ，ＶD
に変換するための４つのコンパレータ４１，４２，４
３，４４と、矩形波信号ＶA ，ＶC ，ＶB ，ＶD が入力
されてそれらの立上り時および立下り時に補間パルスＰ
OUT を出力する補間パルス出力部４５とを含む。
ることによって分解能を高める方法が提案された。以
下、その代表的な方法である抵抗分割法について説明す
る。図４は位相分割数Ｎが４の出力補間回路３０の電気
回路図、図５は出力補間回路３０の動作を示すタイムチ
ャートである。この出力補間回路３０は、抵抗値が等し
い４つの抵抗３１，３２，３３，３４および５つのノー
ドＮ３１，Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４，Ｎ３５を含み、交
流信号ｖA ，ｖB を位相分割し、交流信号ｖA ，ｖB ，
ｖC ，ｖD を出力する抵抗直列体３５と、交流信号
ｖA ，ｖB の駆動能力を高めて抵抗直列体３５のノード
Ｎ３１，Ｎ３３に入力するためのバッファアンプ３８，
３９と、駆動能力が高められた交流信号ｖA をさらに反
転させて抵抗直列体３５のノードＮ３５に入力するため
の反転アンプ４０と、抵抗直列体３５のノードＮ３１，
Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４から出力される交流信号ｖA ，
ｖC ，ｖ B ，ｖD を矩形波信号ＶA ，ＶC ，ＶB ，ＶD
に変換するための４つのコンパレータ４１，４２，４
３，４４と、矩形波信号ＶA ，ＶC ，ＶB ，ＶD が入力
されてそれらの立上り時および立下り時に補間パルスＰ
OUT を出力する補間パルス出力部４５とを含む。
【０００４】しかして、光学的位置検出器のスケールが
互いに相対移動し、相対移動変位量に応じた波数の交流
信号ｖA ，ｖB が入力端子３６，３７に入力すると、抵
抗直列体３５のノードＮ３１，Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４
には、図５（ａ）に示すように、互いに位相がπ／４ず
つずれた交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎθ，ｖC ＝（ｖA ＋ｖ
B ）／２＝√２／２Ａｓｉｎ（θ−π／４），ｖB ＝Ａ
ｓｉｎ（θ−π／２），ｖD ＝（−ｖA ＋ｖB ）／２＝
√２／２Ａｓｉｎ（θ−３π／４）が現れる。
互いに相対移動し、相対移動変位量に応じた波数の交流
信号ｖA ，ｖB が入力端子３６，３７に入力すると、抵
抗直列体３５のノードＮ３１，Ｎ３２，Ｎ３３，Ｎ３４
には、図５（ａ）に示すように、互いに位相がπ／４ず
つずれた交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎθ，ｖC ＝（ｖA ＋ｖ
B ）／２＝√２／２Ａｓｉｎ（θ−π／４），ｖB ＝Ａ
ｓｉｎ（θ−π／２），ｖD ＝（−ｖA ＋ｖB ）／２＝
√２／２Ａｓｉｎ（θ−３π／４）が現れる。
【０００５】また、コンパレータ４１，４２，４３，４
４の出力ノードには、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）に示すように、交流信号ｖA ，ｖC ，ｖB ，ｖD
が正電圧のときに「Ｈ」レベルで交流信号ｖA ，ｖC ，
ｖB ，ｖD が負電圧のとき「Ｌ」レベルとなる矩形波信
号ＶA ，ＶC ，ＶB ，ＶD が現れ、補間パルス出力部４
５から出力端子４６には図５（ｆ）に示すように、交流
信号ｖA ，ｖB ，ｖC ，ｖD １周期当たり、すなわち光
学格子１ピッチ当たり８個の補間パルスＰOUT が出力さ
れる。
４の出力ノードには、図５（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）に示すように、交流信号ｖA ，ｖC ，ｖB ，ｖD
が正電圧のときに「Ｈ」レベルで交流信号ｖA ，ｖC ，
ｖB ，ｖD が負電圧のとき「Ｌ」レベルとなる矩形波信
号ＶA ，ＶC ，ＶB ，ＶD が現れ、補間パルス出力部４
５から出力端子４６には図５（ｆ）に示すように、交流
信号ｖA ，ｖB ，ｖC ，ｖD １周期当たり、すなわち光
学格子１ピッチ当たり８個の補間パルスＰOUT が出力さ
れる。
【０００６】この後、補間パルスＰOUT の数がカウンタ
によってカウントされ、相対移動変位量に換算されてた
とえばデジタル表示器に表示される。
によってカウントされ、相対移動変位量に換算されてた
とえばデジタル表示器に表示される。
【０００７】したがって、出力補間回路３０を用いるこ
とで光学格子１ピッチ当たり８個の補間パルスＰOUT を
得ることができ、たとえば交流信号ｖA ，ｖB の波数を
カウントする場合に比べて８倍の分解能を得ることがで
きる。
とで光学格子１ピッチ当たり８個の補間パルスＰOUT を
得ることができ、たとえば交流信号ｖA ，ｖB の波数を
カウントする場合に比べて８倍の分解能を得ることがで
きる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような出力補間回
路３０にあっては、抵抗３１，３２，３３，３４やコン
パレータ４１，４２，４３，４４の数を増やすことによ
り、位相分割数Ｎをいくらでも増やすことができ検出時
の分解能をいくらでも高めることができるように思われ
る。
路３０にあっては、抵抗３１，３２，３３，３４やコン
パレータ４１，４２，４３，４４の数を増やすことによ
り、位相分割数Ｎをいくらでも増やすことができ検出時
の分解能をいくらでも高めることができるように思われ
る。
【０００９】しかし、実際上は以下の理由から位相分割
数Ｎを増やし、分解能を高めることは困難であった。第
１に抵抗の数を増やせば増やすほど抵抗間の抵抗値の比
が複雑になる。たとえば、図４の回路３０に比べて抵抗
の数を２倍にし、抵抗の数を８個にする場合、各抵抗の
抵抗値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，…Ｒ8 の比を１：０．７０
７：０．７０７：…：１にしなければならない。したが
って、抵抗の選定が困難になる。第２に抵抗の品質のば
らつき、特に抵抗値のばらつきにより位相分割の精度が
低下する。第３に抵抗やコンパレータを増やした分だけ
回路３０は複雑化しかつ高価なものになる。
数Ｎを増やし、分解能を高めることは困難であった。第
１に抵抗の数を増やせば増やすほど抵抗間の抵抗値の比
が複雑になる。たとえば、図４の回路３０に比べて抵抗
の数を２倍にし、抵抗の数を８個にする場合、各抵抗の
抵抗値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，…Ｒ8 の比を１：０．７０
７：０．７０７：…：１にしなければならない。したが
って、抵抗の選定が困難になる。第２に抵抗の品質のば
らつき、特に抵抗値のばらつきにより位相分割の精度が
低下する。第３に抵抗やコンパレータを増やした分だけ
回路３０は複雑化しかつ高価なものになる。
【００１０】それゆえに、この発明の主たる目的は、位
相分割数を容易に増やすことができ、位相分割の精度が
高く、構成が簡単でかつ低価格の測定装置の出力補間回
路を提供することである。
相分割数を容易に増やすことができ、位相分割の精度が
高く、構成が簡単でかつ低価格の測定装置の出力補間回
路を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は第１の部材と
第２の部材が相対し、前記第１および第２の部材の相対
移動変位量に応じて互いに位相の異なる複数相の検出信
号を出力する測定装置の出力補間回路において、前記測
定装置から出力された各検出信号の瞬時値を検出し、そ
れらの組合せに基づいて位相情報を演算し、その位相情
報に応じて段階的かつ単調に変化する補間テーブル値を
演算する補間テーブル手段と、前記補間テーブル値が増
大または減少したときに、増大または減少したことを示
す補間パルスを出力する補間パルス出力手段とを含むよ
うに構成される。
第２の部材が相対し、前記第１および第２の部材の相対
移動変位量に応じて互いに位相の異なる複数相の検出信
号を出力する測定装置の出力補間回路において、前記測
定装置から出力された各検出信号の瞬時値を検出し、そ
れらの組合せに基づいて位相情報を演算し、その位相情
報に応じて段階的かつ単調に変化する補間テーブル値を
演算する補間テーブル手段と、前記補間テーブル値が増
大または減少したときに、増大または減少したことを示
す補間パルスを出力する補間パルス出力手段とを含むよ
うに構成される。
【００１２】また、前記測定装置から出力された各検出
信号の振幅値を一定化する振幅値一定化手段を含めても
よい。
信号の振幅値を一定化する振幅値一定化手段を含めても
よい。
【００１３】また、前記補間テーブル値が最大値から最
小値または最小値から最大値に切換わるときには、その
ときの補間テーブル値の増減状態と逆の増減状態を示す
補間パルスを出力させる補間パルス切換手段を含めても
よい。
小値または最小値から最大値に切換わるときには、その
ときの補間テーブル値の増減状態と逆の増減状態を示す
補間パルスを出力させる補間パルス切換手段を含めても
よい。
【００１４】
【作用】この発明に係る測定装置の出力補間回路にあっ
ては、測定装置から出力された検出信号の瞬時値から位
相情報を演算し、位相情報に応じて段階的かつ単調に変
化する補間テーブル値を演算し、補間テーブル値が増減
したときに増減に応じた補間パルスを出力する。したが
って、補間パルスを検出することによって、相対移動変
位量および移動方向を検出することができる。
ては、測定装置から出力された検出信号の瞬時値から位
相情報を演算し、位相情報に応じて段階的かつ単調に変
化する補間テーブル値を演算し、補間テーブル値が増減
したときに増減に応じた補間パルスを出力する。したが
って、補間パルスを検出することによって、相対移動変
位量および移動方向を検出することができる。
【００１５】また、補間テーブル値の段階数の設定を変
えるだけで位相分割数を変えることができ、位相分割数
を容易に増やすことができる。
えるだけで位相分割数を変えることができ、位相分割数
を容易に増やすことができる。
【００１６】また、従来例のように多数の抵抗などを必
要としないので、位相分割数を増やしても、位相分割の
精度が低下したり、回路が複雑化したり高価なものにな
ったりすることがない。
要としないので、位相分割数を増やしても、位相分割の
精度が低下したり、回路が複雑化したり高価なものにな
ったりすることがない。
【００１７】また，各検出信号の振幅値を一定化する振
幅値一定化手段を含めれば、たとえ検出信号の振幅値が
変化した場合でも以前と変わることなく相対移動量を検
出することができる。
幅値一定化手段を含めれば、たとえ検出信号の振幅値が
変化した場合でも以前と変わることなく相対移動量を検
出することができる。
【００１８】また、補間テーブル値の最大値と最小値が
切換わるときには、補間テーブル値の増減状態と逆の増
減状態を示す補間パルスを出力させる補間パルス切換手
段を含めれば、相対する部材が同一方向に相対移動して
いるにもかかわらず補間テーブル値の切換り点において
逆方向に移動したことを示す補間パルスが出力されるこ
とがない。
切換わるときには、補間テーブル値の増減状態と逆の増
減状態を示す補間パルスを出力させる補間パルス切換手
段を含めれば、相対する部材が同一方向に相対移動して
いるにもかかわらず補間テーブル値の切換り点において
逆方向に移動したことを示す補間パルスが出力されるこ
とがない。
【００１９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による光学式位置
検出器の出力補間回路１を示すブロック図、図２（ａ）
は光学的位置検出器から出力される交流信号ｖA ＝Ａｓ
ｉｎθ，ｖB ＝Ａｃｏｓθの波形図、図２（ｂ）は位相
情報θに対する補間テーブル値Ｖ（θ）の変化状態を示
す図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＸ部拡大図である。こ
の出力補間回路１は、ノーマライズ部４（振幅値一定化
手段）と、Ａ／Ｄコンバータ５と、補間テーブル部６
と、補間パルス出力部７と、切換スイッチ１１と、補間
パルス切換部１２とを含む。
検出器の出力補間回路１を示すブロック図、図２（ａ）
は光学的位置検出器から出力される交流信号ｖA ＝Ａｓ
ｉｎθ，ｖB ＝Ａｃｏｓθの波形図、図２（ｂ）は位相
情報θに対する補間テーブル値Ｖ（θ）の変化状態を示
す図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＸ部拡大図である。こ
の出力補間回路１は、ノーマライズ部４（振幅値一定化
手段）と、Ａ／Ｄコンバータ５と、補間テーブル部６
と、補間パルス出力部７と、切換スイッチ１１と、補間
パルス切換部１２とを含む。
【００２０】ノーマライズ部４は、光学的位置検出器か
ら入力端子２，３に入力された交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎ
θ，ｖA ＝Ａｃｏｓθの振幅値Ａを１．０に一定化す
る。したがって、たとえ光学式位置検出器の発光素子の
発光強度やスケールの反射率が変化して交流信号ｖA ，
ｖB の振幅値Ａが変化した場合でも、続くＡ／Ｄコンバ
ータ５には常に振幅値が一定の交流信号ｖa ＝ｓｉｎ
θ，ｖb ＝ｃｏｓθが供される。なお、交流信号ｖa ，
ｖb は式ｖa ＝Ａｓｉｎθ（Ａ2 ｓｉｎ2 θ＋Ａ2ｃｏ
ｓ2 θ）-1/2，ｖb ＝Ａｃｏｓθ（Ａ2 ｓｉｎ2 θ＋Ａ
2 ｃｏｓ2 θ）-1/2に基づいて算出される。
ら入力端子２，３に入力された交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎ
θ，ｖA ＝Ａｃｏｓθの振幅値Ａを１．０に一定化す
る。したがって、たとえ光学式位置検出器の発光素子の
発光強度やスケールの反射率が変化して交流信号ｖA ，
ｖB の振幅値Ａが変化した場合でも、続くＡ／Ｄコンバ
ータ５には常に振幅値が一定の交流信号ｖa ＝ｓｉｎ
θ，ｖb ＝ｃｏｓθが供される。なお、交流信号ｖa ，
ｖb は式ｖa ＝Ａｓｉｎθ（Ａ2 ｓｉｎ2 θ＋Ａ2ｃｏ
ｓ2 θ）-1/2，ｖb ＝Ａｃｏｓθ（Ａ2 ｓｉｎ2 θ＋Ａ
2 ｃｏｓ2 θ）-1/2に基づいて算出される。
【００２１】Ａ／Ｄコンバータ５は、交流信号ｖa ，ｖ
b の瞬時値をデジタル化してデジタル信号値ｖad，ｖbd
を出力する．補間テーブル部６は、デジタル信号値
ｖad，ｖbdの組合せから位相情報θを逆算し、この位相
情報θから補間テーブル値Ｖ（θ）を演算する。ここ
で、補間テーブル値Ｖ（θ）は、図２（ｂ）に示すよう
に、位相情報θが０から２πの範囲内で位相情報θに応
じて段階的かつ単調に増加する関数、たとえば位相情報
θが０から２π／Ｎ（ただし、Ｎは位相分割数であ
る。）増加するごとに一定の値Ｖ C だけ増加する関数で
ある。
b の瞬時値をデジタル化してデジタル信号値ｖad，ｖbd
を出力する．補間テーブル部６は、デジタル信号値
ｖad，ｖbdの組合せから位相情報θを逆算し、この位相
情報θから補間テーブル値Ｖ（θ）を演算する。ここ
で、補間テーブル値Ｖ（θ）は、図２（ｂ）に示すよう
に、位相情報θが０から２πの範囲内で位相情報θに応
じて段階的かつ単調に増加する関数、たとえば位相情報
θが０から２π／Ｎ（ただし、Ｎは位相分割数であ
る。）増加するごとに一定の値Ｖ C だけ増加する関数で
ある。
【００２２】また、補間テーブル部６は、ＲＯＭ ＩＣ
（読出専用メモリのＩＣ）に記憶させてあるので、他の
回路構成を変えることなくＲＯＭ ＩＣを取替えるだけ
で位相分割数Ｎを変えることができ、位相分割数Ｎを容
易に増やすことができる。また、位相分割数Ｎを増やし
ても、従来例のように精度が低下したり、回路が複雑化
したり、高価なものになることがない。
（読出専用メモリのＩＣ）に記憶させてあるので、他の
回路構成を変えることなくＲＯＭ ＩＣを取替えるだけ
で位相分割数Ｎを変えることができ、位相分割数Ｎを容
易に増やすことができる。また、位相分割数Ｎを増やし
ても、従来例のように精度が低下したり、回路が複雑化
したり、高価なものになることがない。
【００２３】補間パルス出力部７は、サンプリング部８
と、判別部９と、パルス化処理部１０とを含む。サンプ
リング部８は、所定のクロック周波数［補間テーブル値
Ｖ（θ）が変化する周波数よりも十分高い周波数］で補
間テーブル値Ｖ（θ）をサンプリングする。判別部９
は、サンプリング部８から出力されている先のサンプリ
ング値Ｖ（θS ）と、補間テーブル部６から出力されて
いる現在の補間テーブル値Ｖ（θ）とを比較し、両者の
大小関係に関する情報をパルス化処理部１０へ出力す
る。パルス化処理部１０は、その情報に応じて切換スイ
ッチ１１を介し、アップパルス出力端子１９またはダウ
ンパルス出力端子２０に補間パルスＰOUT を出力する。
つまり、図２（ｃ）において矢印イで示すように、Ｖ
（θ）＝Ｖ（θ S ）の状態からＶ（θ）＞Ｖ（θS ）に
なった瞬間には補間パルスＰOUT をアップパルス出力端
子１９入出力し、図２（ｃ）において矢印ロで示すよう
に、Ｖ（θ）＝Ｖ（θS ）の状態からＶ（θ）＜Ｖ（θ
S ）になった瞬間には補間パルスＰOUT をダウンパルス
出力端子２０に出力する。したがって、補間パルスＰ
OUTがアップパルス出力端子１９とダウンパルス出力端
子２０のどちらから出力されているのかを検出すること
により、測定対象物の移動方向を検出することができ
る。また、アップパルス出力端子１９から出力される補
間パルスＰOUT の数と、ダウンパルス出力端子２０から
出力される補間パルスＰOUT の数の差を演算することに
より、測定対象物の位置を検出することができる。
と、判別部９と、パルス化処理部１０とを含む。サンプ
リング部８は、所定のクロック周波数［補間テーブル値
Ｖ（θ）が変化する周波数よりも十分高い周波数］で補
間テーブル値Ｖ（θ）をサンプリングする。判別部９
は、サンプリング部８から出力されている先のサンプリ
ング値Ｖ（θS ）と、補間テーブル部６から出力されて
いる現在の補間テーブル値Ｖ（θ）とを比較し、両者の
大小関係に関する情報をパルス化処理部１０へ出力す
る。パルス化処理部１０は、その情報に応じて切換スイ
ッチ１１を介し、アップパルス出力端子１９またはダウ
ンパルス出力端子２０に補間パルスＰOUT を出力する。
つまり、図２（ｃ）において矢印イで示すように、Ｖ
（θ）＝Ｖ（θ S ）の状態からＶ（θ）＞Ｖ（θS ）に
なった瞬間には補間パルスＰOUT をアップパルス出力端
子１９入出力し、図２（ｃ）において矢印ロで示すよう
に、Ｖ（θ）＝Ｖ（θS ）の状態からＶ（θ）＜Ｖ（θ
S ）になった瞬間には補間パルスＰOUT をダウンパルス
出力端子２０に出力する。したがって、補間パルスＰ
OUTがアップパルス出力端子１９とダウンパルス出力端
子２０のどちらから出力されているのかを検出すること
により、測定対象物の移動方向を検出することができ
る。また、アップパルス出力端子１９から出力される補
間パルスＰOUT の数と、ダウンパルス出力端子２０から
出力される補間パルスＰOUT の数の差を演算することに
より、測定対象物の位置を検出することができる。
【００２４】ただし、このままでは位相情報θが増大す
る方向へ測定対象物が単調に移動し、アップパルス出力
端子１９へ補間パルスＰOUT が出力されている場合で
も、図２（ｂ）に示したように、位相情報θが２πから
０へ切換わるとき、つまり交流信号ｖA ，ｖB がある１
周期から次の周期へ移行するときのみ補間テーブル値Ｖ
（θ）が（Ｎ−１）ＶC から０に減少するので、ダウン
パルス出力端子２０へ補間パルスＰOUT が出力される。
逆に、位相情報θが減少する方向へ測定対象物が単調に
移動し、ダウンパルス出力端子２０へ補間パルスＰOUT
が出力されている場合でも、位相情報θが０から２πへ
切換わるときのみアップパルス出力端子１９へ補間パル
スＰOUT が出力される。したがって、位相情報θが２π
から０に切換わるとき、または０から２πに切換わると
きのみ切換スイッチ１１を切換えて補間パルスＰOUT を
逆の出力端子１９，２０に出力する必要がある。この動
作を行なうのが補間パルス切換部１２である。
る方向へ測定対象物が単調に移動し、アップパルス出力
端子１９へ補間パルスＰOUT が出力されている場合で
も、図２（ｂ）に示したように、位相情報θが２πから
０へ切換わるとき、つまり交流信号ｖA ，ｖB がある１
周期から次の周期へ移行するときのみ補間テーブル値Ｖ
（θ）が（Ｎ−１）ＶC から０に減少するので、ダウン
パルス出力端子２０へ補間パルスＰOUT が出力される。
逆に、位相情報θが減少する方向へ測定対象物が単調に
移動し、ダウンパルス出力端子２０へ補間パルスＰOUT
が出力されている場合でも、位相情報θが０から２πへ
切換わるときのみアップパルス出力端子１９へ補間パル
スＰOUT が出力される。したがって、位相情報θが２π
から０に切換わるとき、または０から２πに切換わると
きのみ切換スイッチ１１を切換えて補間パルスＰOUT を
逆の出力端子１９，２０に出力する必要がある。この動
作を行なうのが補間パルス切換部１２である。
【００２５】補間パルス切換部１２は、０（Ｖ）付近通
過検出部１３と、コンパレータ１７とＡＮＤゲート１８
とを含み、交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎθが０（Ｖ）付近を
通過中でかつ交流信号ｖB ＝Ａｃｏｓθが正の値である
ときをもって、位相情報θが２πから０に切換わるとき
または０から２πに切換わるときと判別し、そのときに
「Ｈ」レベルの信号を切換スイッチ１１に出力して切換
スイッチ１１を切換える。
過検出部１３と、コンパレータ１７とＡＮＤゲート１８
とを含み、交流信号ｖA ＝Ａｓｉｎθが０（Ｖ）付近を
通過中でかつ交流信号ｖB ＝Ａｃｏｓθが正の値である
ときをもって、位相情報θが２πから０に切換わるとき
または０から２πに切換わるときと判別し、そのときに
「Ｈ」レベルの信号を切換スイッチ１１に出力して切換
スイッチ１１を切換える。
【００２６】詳しく説明すると、０（Ｖ）付近通過中検
出部１３は、図３に示すように、２つのコンパレータ１
４，１５とＥｘ−ＯＲゲート１６とを含む。コンパレー
タ１４には位相情報θが−Δθ0 （ただし、０＜Δθ0
＜２π／Ｎである。）であるときのデジタル信号値ｖad
（−Δθ0 ）がセットされており、コンパレータ１４
は、Ａ／Ｄコンパレータ５から出力されたデジタル信号
値ｖad（θ）とセットされているデジタル信号値ｖ
ad（−Δθ0 ）とを比較してデジタル信号値ｖad（θ）
がデジタル信号値ｖad（−Δθ0 ）よりも大きいとき、
「Ｈ」レベルの信号をＥｘ−ＯＲゲート１６の一方入力
ノードに出力する。
出部１３は、図３に示すように、２つのコンパレータ１
４，１５とＥｘ−ＯＲゲート１６とを含む。コンパレー
タ１４には位相情報θが−Δθ0 （ただし、０＜Δθ0
＜２π／Ｎである。）であるときのデジタル信号値ｖad
（−Δθ0 ）がセットされており、コンパレータ１４
は、Ａ／Ｄコンパレータ５から出力されたデジタル信号
値ｖad（θ）とセットされているデジタル信号値ｖ
ad（−Δθ0 ）とを比較してデジタル信号値ｖad（θ）
がデジタル信号値ｖad（−Δθ0 ）よりも大きいとき、
「Ｈ」レベルの信号をＥｘ−ＯＲゲート１６の一方入力
ノードに出力する。
【００２７】また、コンパレータ１５には位相情報θが
＋Δθ0 であるときのデジタル信号値ｖad（＋Δθ0 ）
がセットされており、コンパレータ１５は、デジタル信
号値ｖad（θ）とデジタル信号値ｖad（＋Δθ0 ）とを
比較してデジタル信号値ｖad（θ）がデジタル信号値ｖ
ad（＋Δθ0 ）よりも大きいとき、「Ｈ」レベルの信号
をＥｘ−ＯＲゲート１６の他方入力ノードに出力する。
＋Δθ0 であるときのデジタル信号値ｖad（＋Δθ0 ）
がセットされており、コンパレータ１５は、デジタル信
号値ｖad（θ）とデジタル信号値ｖad（＋Δθ0 ）とを
比較してデジタル信号値ｖad（θ）がデジタル信号値ｖ
ad（＋Δθ0 ）よりも大きいとき、「Ｈ」レベルの信号
をＥｘ−ＯＲゲート１６の他方入力ノードに出力する。
【００２８】Ｅｘ−ＯＲゲート１６は、コンパレータ１
４，１５の出力信号のどちらかのみ「Ｈ」レベルのと
き、すなわちｖad（−Δθ0 ）＜ｖad（θ）＜ｖad（＋
Δθ0）のとき「Ｈ」レベルの信号をＡＮＤゲート１８
の一方入力ノードに出力する。したがって、０（Ｖ）付
近通過中検出部１３は、交流信号ｖa ＝Ａｓｉｎθが０
（Ｖ）付近を通過中であるときに「Ｈ」レベルの信号を
ＡＮＤゲート１８の一方入力ノードに出力する。
４，１５の出力信号のどちらかのみ「Ｈ」レベルのと
き、すなわちｖad（−Δθ0 ）＜ｖad（θ）＜ｖad（＋
Δθ0）のとき「Ｈ」レベルの信号をＡＮＤゲート１８
の一方入力ノードに出力する。したがって、０（Ｖ）付
近通過中検出部１３は、交流信号ｖa ＝Ａｓｉｎθが０
（Ｖ）付近を通過中であるときに「Ｈ」レベルの信号を
ＡＮＤゲート１８の一方入力ノードに出力する。
【００２９】一方、コンパレータ１７は、交流信号ｖB
を入力されて、交流信号ｖB が正の値であるときに
「Ｈ」レベルとなる矩形波信号ＶB をＡＮＤゲート１８
の他方入力ノードに出力する。
を入力されて、交流信号ｖB が正の値であるときに
「Ｈ」レベルとなる矩形波信号ＶB をＡＮＤゲート１８
の他方入力ノードに出力する。
【００３０】ＡＮＤゲート１８は、０（Ｖ）付近通過中
検出部１３の出力信号が「Ｈ」レベルで、かつ矩形波信
号ＶB が「Ｈ」レベルであるときに「Ｈ」レベルの信号
を切換スイッチ１１に出力して切換スイッチ１１を切換
える。
検出部１３の出力信号が「Ｈ」レベルで、かつ矩形波信
号ＶB が「Ｈ」レベルであるときに「Ｈ」レベルの信号
を切換スイッチ１１に出力して切換スイッチ１１を切換
える。
【００３１】なお、この実施例においては、補間テーブ
ル値Ｖ（θ）は、位相情報θが増大するにつれて段階的
かつ単調に増大したが、これに限るものではなく、位相
情報θが増大するにつれて段階的かつ単調に減少するこ
ととしてもよい。
ル値Ｖ（θ）は、位相情報θが増大するにつれて段階的
かつ単調に増大したが、これに限るものではなく、位相
情報θが増大するにつれて段階的かつ単調に減少するこ
ととしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、位
相情報に応じて補間テーブル値が増減したときに増減し
たことを示す補間パルスを出力するので、補間パルスを
検出することによって相対移動変位量および移動方向を
検出することができる。
相情報に応じて補間テーブル値が増減したときに増減し
たことを示す補間パルスを出力するので、補間パルスを
検出することによって相対移動変位量および移動方向を
検出することができる。
【００３３】また、補間テーブル値の段階数の設定を変
えるだけで位相分割数を変えることができ、位相分割数
を容易に増やすことができる。
えるだけで位相分割数を変えることができ、位相分割数
を容易に増やすことができる。
【００３４】また、従来例のように多数の抵抗などを必
要としないので、位相分割数を増やしても、位相分割の
精度が低下したり回路が複雑化したり高価なものになっ
たりすることがない。
要としないので、位相分割数を増やしても、位相分割の
精度が低下したり回路が複雑化したり高価なものになっ
たりすることがない。
【００３５】また、各検出信号の振幅値を一定化する振
幅値一定化手段を含めれば、たとえ検出信号の振幅値が
変化した場合でも以前と変わることなく相対移動変位量
を検出することができる。
幅値一定化手段を含めれば、たとえ検出信号の振幅値が
変化した場合でも以前と変わることなく相対移動変位量
を検出することができる。
【００３６】また、補間テーブル値の最大値と最小値が
切換わるときには、そのときの補間テーブル値の増減状
態と逆の状態を示す補間パルスを出力する補間パルス切
換手段を含めれば、相対する部材が同一方向に相対移動
しているにもかかわらず、補間テーブル値の切換わり点
において逆方向に移動したことを示す補間パルスを出力
することがない。
切換わるときには、そのときの補間テーブル値の増減状
態と逆の状態を示す補間パルスを出力する補間パルス切
換手段を含めれば、相対する部材が同一方向に相対移動
しているにもかかわらず、補間テーブル値の切換わり点
において逆方向に移動したことを示す補間パルスを出力
することがない。
【図１】この発明の一実施例による光学式位置検出器の
出力補間回路の構成を示すブロック図である。
出力補間回路の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は光学式位置検出器から出力される交流
信号ｖA ，ｖB の波形図、（ｂ）は位相情報θに対する
補間テーブル値の変化状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）の
Ｘ部拡大図である。
信号ｖA ，ｖB の波形図、（ｂ）は位相情報θに対する
補間テーブル値の変化状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）の
Ｘ部拡大図である。
【図３】図１に示した出力補間回路の０（Ｖ）付近通過
中検出部の構成を示すブロック図ある。
中検出部の構成を示すブロック図ある。
【図４】従来の光学式位置検出器の出力補間回路の構成
を示す電気回路図である。
を示す電気回路図である。
【図５】図４に示した出力補間回路の動作を示すタイム
チャートである。
チャートである。
１ 出力補間回路 ４ ノーマライズ部（振幅値一定化手段） ５ Ａ／Ｄコンバータ ６ 補間テーブル部 ７ 補間パルス出力部 １１ 切換スイッチ １２ 補間パルス切換部 ｖA ，ｖB 交流信号（検出信号）
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の部材と第２の部材が相対し、前記
第１および第２の部材の相対移動変位量に応じて互いに
位相の異なる複数相の検出信号を出力する測定装置の出
力補間回路において、 前記測定装置から出力された各検出信号の瞬時値を検出
し、それらの組合せに基づいて位相情報を演算し、その
位相情報に応じて段階的かつ単調に変化する補間テーブ
ル値を演算する補間テーブル手段と、 前記補間テーブル値が増大または減少したときに、増大
または減少したことを示す補間パルスを出力する補間パ
ルス出力手段とを含むことを特徴とする測定装置の出力
補間回路。 - 【請求項２】 前記測定装置から出力された各検出信号
の振幅値を一定化する振幅値一定化手段を含むことを特
徴とする請求項１に記載の測定装置の出力補間回路。 - 【請求項３】 前記補間テーブル値が最大値から最小値
または最小値から最大値に切換わるときには、そのとき
の補間テーブル値の増減状態と逆の増減状態を示す補間
パルスを出力させる補間パルス切換手段を含むことを特
徴とする請求項１または２に記載の測定装置の出力補間
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6374993A JPH06273194A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 測定装置の出力補間回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6374993A JPH06273194A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 測定装置の出力補間回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273194A true JPH06273194A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13238370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6374993A Pending JPH06273194A (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | 測定装置の出力補間回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06273194A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258741A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Denso Corp | 回転角度検出装置 |
| DE19738530B4 (de) * | 1996-09-03 | 2007-02-01 | Sony Precision Technology Inc. | Verschiebungsmeßvorrichtung |
| DE19738528B4 (de) * | 1996-09-03 | 2007-02-08 | Sony Precision Technology Inc. | Vorrichtung und Verfahren zur Verschiebungsmessung |
| US9714708B2 (en) | 2011-11-17 | 2017-07-25 | Oiles Corporation | Cylindrical gasket, method for manufacturing the same, and insertion-type exhaust pipe joint using the cylindrical gasket |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP6374993A patent/JPH06273194A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19738530B4 (de) * | 1996-09-03 | 2007-02-01 | Sony Precision Technology Inc. | Verschiebungsmeßvorrichtung |
| DE19738528B4 (de) * | 1996-09-03 | 2007-02-08 | Sony Precision Technology Inc. | Vorrichtung und Verfahren zur Verschiebungsmessung |
| JP2006258741A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Denso Corp | 回転角度検出装置 |
| US9714708B2 (en) | 2011-11-17 | 2017-07-25 | Oiles Corporation | Cylindrical gasket, method for manufacturing the same, and insertion-type exhaust pipe joint using the cylindrical gasket |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020115 |