JPH06341854A - Position measuring apparatus - Google Patents

Position measuring apparatus

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JPH06341854A
JPH06341854A JP5154320A JP15432093A JPH06341854A JP H06341854 A JPH06341854 A JP H06341854A JP 5154320 A JP5154320 A JP 5154320A JP 15432093 A JP15432093 A JP 15432093A JP H06341854 A JPH06341854 A JP H06341854A
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sine
signals
circuit
maximum
minimum
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Akihiko Morishita
昭彦 森下
Osami Eda
修巳 江田
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

PURPOSE:To measure a position with high accuracy by a method where the amplitude and the offset of a first sine signal and of a second sine signal are found on the basis of the maximum value and the minimum value of the first and second sine signals. CONSTITUTION:A first sine signal A and a second sine signal B which are output from a detector 1 are supplied to a maximum and minimum measuring circuit 6, and the maximum value and the minimum value of the signals A, B are found. Then, a processing circuit 7 finds amplitudes (a), (b) and offsets C1, C2 of the signals A, B, and it sends them to a correction circuit 10. The circuit 10 corrects them, it then normalizes the signals A, B, it obtains a third sine signal A' and a fourth sine signal B', and it supplies them to an addition and subtraction circuit 5. The circuit 5 generates a fifth sine signal HA and a sixth sine signal HB, and it supplies them to the circuit 6, and their maximum value and their minimum value are found. In addition, the circuit 7 finds amplitudes La, Lb of the signals HA, HB, and the circuit 6 supplies the signals HA, HB directly to the circuit 7. The circuit 7 finally performs a prescribed computation, and it computes a theta corresponding to a position.

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、検出器より位置変化に
応じて得られる位相の90゜異なる2つの正弦信号を処
理して位置情報を得る位置測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position measuring apparatus for processing two sinusoidal signals having phases different by 90.degree.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種装置は、図4に示されてい
るように、検出器1から得られる位相の90゜異なる2
つの正弦信号を、アンプ3により増幅し、波形整形器3
によって矩形波信号に変換し、矩形波信号の個数をカウ
ンタ回路4により計数することにより、粗位置情報を得
て、処理回路20に供給する一方、アンプ3により増幅
された位相の90゜異なる2つの正弦信号をA/Dコン
バータ19に印加し、それぞれ、デジタル化した後、処
理回路20に供給する。処理回路20は、ディジタル化
された位相の90゜異なる2つの正弦信号をROMに記
憶されたtan-1表に入力して微細位置情報を得、この
微細位置情報に上記粗位置情報を加算して位置情報を導
出し、これを表示器21に表示するとともに、外部出力
部22に出力する。なお、図3に示された従来の位置測
定装置の詳細は、特開昭56−96213号に開示され
ている。
2. Description of the Related Art A conventional device of this type, as shown in FIG.
The two sine signals are amplified by the amplifier 3, and the waveform shaper 3
Is converted into a rectangular wave signal by the counter circuit 4 and the number of rectangular wave signals is counted by the counter circuit 4 to obtain rough position information and supply it to the processing circuit 20, while the phase amplified by the amplifier 3 differs by 90 °. Two sine signals are applied to the A / D converter 19, digitized respectively, and then supplied to the processing circuit 20. The processing circuit 20 inputs two digitized sine signals having 90 ° different phases to a tan -1 table stored in the ROM to obtain fine position information, and adds the coarse position information to the fine position information. Then, the position information is derived, displayed on the display 21, and output to the external output unit 22. The details of the conventional position measuring device shown in FIG. 3 are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-96213.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の位置測定装置は、入力する正弦信号の精度の変
動により、測定精度が悪化してしまうという問題点があ
った。
However, the above-mentioned conventional position measuring device has a problem that the measuring accuracy is deteriorated due to the fluctuation of the accuracy of the input sine signal.

【0004】すなわち、検出器1より得られる位相の9
0゜異なる第1および第2正弦信号AおよびBは、これ
ら2信号の振幅をそれぞれaおよびbであり、位相誤差
がαである場合には、
That is, the phase of 9 obtained from the detector 1
The first and second sinusoidal signals A and B differing by 0 ° have the amplitudes of these two signals a and b, respectively, and the phase error α,

【0005】 A=a×COSθ+C1 ・・・(式1)A = a × COSθ + C1 (Equation 1)

【0006】 B=b×SIN(θ+α)+C2 ・・・(式2)B = b × SIN (θ + α) + C2 (Equation 2)

【0007】上記の(式1)および(式2)により示さ
れるが、角度θより表される位置を求めるために、第1
および第2正弦信号AおよびBをA/Dコンバータ19
に入力し、処理回路20のtan-1表より角度θを位置
に換算すると、上記振幅aおよびbの相違、位相誤差
α、ならびにオフセットC1およびC2の相違により位
置誤差を生じてしまう。このa,b,α,C1,C2が
一定であれば補正定数として処理換算は可能であるが、
一定ではない為にこの操作は不可能である。
As shown in the above (Equation 1) and (Equation 2), in order to obtain the position represented by the angle θ, the first
And the second sine signal A and B to the A / D converter 19
When the angle θ is converted into a position from the tan −1 table of the processing circuit 20, a position error occurs due to the difference between the amplitudes a and b, the phase error α, and the difference between the offsets C1 and C2. If a, b, α, C1, and C2 are constant, processing conversion is possible as a correction constant,
This operation is impossible because it is not constant.

【0008】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、検出器から出力される2つ正弦信号の精
度に影響されることなく高い精度で位置を測定できる位
置測定装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a situation, and provides a position measuring device capable of measuring a position with high accuracy without being affected by the accuracy of the two sine signals output from the detector. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の位置測定装置
は、検出器より位置変化に応じて得られる位相の90゜
異なる第1および第2の正弦信号を処理して、位置情報
を得る位置測定装置であって、第1および第2正弦信号
のそれぞれの最大値および最小値を測定する第1最大最
小測定手段(例えば、図1の最大最小測定回路6)と、
第1最大最小測定手段によって測定された第1および第
2正弦信号の最大値および最小値に基づいて第1および
第2正弦信号の振幅およびオフセットを求める第1処理
手段(例えば、図1の処理回路7)と、第1処理手段に
よって求められた振幅およびオフセットに基づいて第1
および第2正弦信号を正規化して第3および第4正弦信
号を発生させる補正手段(例えば、図1の補正回路1
0)と、第3の正弦信号から第4の正弦信号を減算して
第5の正弦信号を発生するとともに、第3および第4正
弦信号を加算して第6の正弦信号を発生する加減算手段
(例えば、図1の加減算回路5)と、第5および第6の
正弦信号のそれぞれの最大値および最小値を測定する第
2最大最小測定手段(例えば、図1の最大最小測定回路
6)と、第2最大最小測定手段によって測定された第5
および第6正弦信号の最大値および最小値を使用して求
めた第5および第6正弦信号の振幅の比に基づいて第5
および第6正弦信号の比を補正し、得られた補正値から
位置情報を求める第2処理手段(例えば、図1の処理回
路7)とを備えることを特徴とする。
A position measuring device of the present invention processes a first sine signal and a second sine signal, which are different in phase by 90 ° and are obtained from a detector according to a position change, to obtain position information. 1. A measuring device, comprising first maximum / minimum measuring means (for example, maximum / minimum measuring circuit 6 in FIG. 1) for measuring maximum and minimum values of the first and second sinusoidal signals, respectively.
First processing means for determining the amplitude and offset of the first and second sine signals based on the maximum and minimum values of the first and second sine signals measured by the first maximum / minimum measuring means (for example, the processing of FIG. 1). Circuit 7) and a first circuit based on the amplitude and offset determined by the first processing means.
And a correction means for normalizing the second sine signal to generate the third and fourth sine signals (for example, the correction circuit 1 of FIG. 1).
0) and a fourth sine signal from the third sine signal to generate a fifth sine signal, and add and subtract means for adding the third and fourth sine signals to generate a sixth sine signal. (For example, the addition / subtraction circuit 5 in FIG. 1), and second maximum / minimum measuring means (for example, maximum / minimum measurement circuit 6 in FIG. 1) for measuring the maximum and minimum values of the fifth and sixth sine signals, respectively. A fifth measured by the second maximum-minimum measuring means
And a fifth based on the ratio of the amplitudes of the fifth and sixth sine signals determined using the maximum and minimum values of the sixth sine signal.
And second processing means (for example, the processing circuit 7 in FIG. 1) that corrects the ratio of the sixth sine signal and obtains position information from the obtained correction value.

【0010】[0010]

【作用】本発明の位置測定装置においては、第1および
第2正弦信号のそれぞれの最大値および最小値が測定さ
れ、測定された第1および第2正弦信号の最大値および
最小値に基づいて第1および第2正弦信号の振幅および
オフセットが求められ、求められた振幅およびオフセッ
トに基づいて第1および第2正弦信号を正規化して第3
および第4正弦信号が発生され、第3の正弦信号から第
4の正弦信号を減算して第5の正弦信号が発生され、第
3および第4正弦信号が加算されて第6の正弦信号が発
生され、第5および第6の正弦信号のそれぞれの最大値
および最小値が測定され、測定された第5および第6正
弦信号の最大値および最小値を使用して求められた第5
および第6正弦信号の振幅の比に基づいて第5および第
6正弦信号の比が補正され、得られた補正値から位置情
報が求められる。
In the position measuring device of the present invention, the maximum and minimum values of the first and second sine signals are measured, and based on the measured maximum and minimum values of the first and second sine signals. Amplitudes and offsets of the first and second sine signals are obtained, and the first and second sine signals are normalized based on the obtained amplitudes and offsets to obtain a third signal.
And a fourth sine signal is generated, the fourth sine signal is subtracted from the third sine signal to generate a fifth sine signal, and the third and fourth sine signals are added to generate a sixth sine signal. A maximum and minimum value of each of the generated fifth and sixth sinusoidal signals is measured and a fifth value determined using the measured maximum and minimum values of the fifth and sixth sinusoidal signals.
And the ratio of the fifth and sixth sine signals is corrected based on the ratio of the amplitudes of the sixth sine signal, and the position information is obtained from the obtained correction value.

【0011】第5および第6正弦信号の間には位相誤差
が存在せず、第1正弦信号および第2正弦信号の間の位
相誤差すなわち第3正弦信号および第4正弦信号の間の
位相誤差は、第5および第6正弦信号の振幅に吸収され
るが、第5および第6正弦信号の振幅の比に基づいて第
5および第6正弦信号の比が補正されるから、高い精度
で位置を測定できる。
There is no phase error between the fifth and sixth sine signals, and there is a phase error between the first sine signal and the second sine signal, that is, a phase error between the third sine signal and the fourth sine signal. Is absorbed by the amplitudes of the fifth and sixth sinusoidal signals, but the ratio of the fifth and sixth sinusoidal signals is corrected based on the ratio of the amplitudes of the fifth and sixth sinusoidal signals. Can be measured.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明の位置測定装置の一実施例の
構成を示す。図1中、検出器1、アンプ2、波形整形器
3およびカウンタ回路4は、図3の従来例と同一であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the position measuring device of the present invention. In FIG. 1, the detector 1, the amplifier 2, the waveform shaper 3, and the counter circuit 4 are the same as in the conventional example of FIG.

【0013】検出器1から出力された上記(式1)で示
される第1正弦信号A、および上記(式2)で示される
第2正弦信号Bは、最大最小測定回路6に供給される。
この最大最小測定回路6は、例えば、図2に示されてい
るように、マルチプレクサ11、A/Dコンバータ1
2、比較回路13および記憶部14から構成される。
The first sine signal A represented by the above (formula 1) and the second sine signal B represented by the above (formula 2) output from the detector 1 are supplied to the maximum / minimum measurement circuit 6.
The maximum / minimum measurement circuit 6 is provided with a multiplexer 11 and an A / D converter 1 as shown in FIG.
2. Comprised of a comparison circuit 13 and a storage unit 14.

【0014】第1正弦信号Aおよび第2正弦信号Bは、
マルチプレクサ11を介して交互に入力し、A/Dコン
バータ12によってデジタル化される。比較回路13
は、デジタル化された第1および第2正弦信号Aおよび
Bの信号値と、記憶部14に記憶された最大値および最
小値とを逐次比較し、信号値が最大値値よりも大きい時
には新たな最大値として記憶部14に記憶し、信号値が
最小値よりも小さい場合は新たな最小値として記憶部1
4に記憶する。
The first sine signal A and the second sine signal B are
The signals are alternately input via the multiplexer 11 and digitized by the A / D converter 12. Comparison circuit 13
Sequentially compares the digitized signal values of the first and second sine signals A and B with the maximum value and the minimum value stored in the storage unit 14, and when the signal value is larger than the maximum value, the Is stored in the storage unit 14 as a maximum value, and when the signal value is smaller than the minimum value, the storage unit 1 stores a new minimum value.
Store in 4.

【0015】第1および第2正弦信号AおよびBに対し
それぞれの最大値および最小値を求める上記動作は、第
1および第2正弦信号AおよびBが少なくとも1周期以
上入力されるまで行う。第1および第2正弦信号Aおよ
びBの周期変化は、カウンタ回路4より得ることができ
る。このようにして求められた最大値および最小値を、
それぞれAMAX,AMIN,BMAX,BMINとすると、記憶部
14は、カウンタ回路4より得られる情報に応じて、こ
れらの値の記憶場所を変更し、複数個の最大値および最
小値を記憶する。なお、この最大値および最小値を求め
る動作は、検出器1の移動停止時、すなわち信号変化の
ないときには行わない。
The above operation for obtaining the maximum and minimum values of the first and second sine signals A and B is performed until the first and second sine signals A and B are input for at least one cycle or more. The cycle change of the first and second sine signals A and B can be obtained from the counter circuit 4. The maximum and minimum values obtained in this way are
Assuming A MAX , A MIN , B MAX , and B MIN , respectively, the storage unit 14 changes the storage location of these values in accordance with the information obtained from the counter circuit 4, and sets a plurality of maximum and minimum values. Remember. The operation of obtaining the maximum value and the minimum value is not performed when the movement of the detector 1 is stopped, that is, when there is no signal change.

【0016】次に、処理回路7は、記憶部14に記憶さ
れた最大値および最小値を呼び出し、次の(式3),
(式4),(式5)および(式6)に基づいて、第1お
よび第2正弦信号A,Bの振幅a,bおよびオフセット
C1,C2を求める。
Next, the processing circuit 7 calls the maximum value and the minimum value stored in the storage unit 14, and the following (Equation 3),
Based on (Equation 4), (Equation 5) and (Equation 6), the amplitudes a, b and the offsets C1, C2 of the first and second sine signals A, B are obtained.

【0017】 a=(AMAX−AMIN)/2 ・・・(式3)A = (A MAX −A MIN ) / 2 (Equation 3)

【0018】 b=(BMAX−BMIN)/2 ・・・(式4)B = (B MAX −B MIN ) / 2 (Equation 4)

【0019】 C1=(AMAX+AMIN)/2 ・・・(式5)C1 = (A MAX + A MIN ) / 2 (Equation 5)

【0020】 C2=(BMAX+BMIN)/2 ・・・(式6)C2 = (B MAX + B MIN ) / 2 (Equation 6)

【0021】処理回路7は、このようにして求めた振幅
a,bおよびオフセットC1,C2の値を補正回路10
へ送る。補正回路10は、例えば、図3に示されている
ように、アンプ2のレファレンス電位を変更するレファ
レンス電位変更回路15と、アンプ2の増幅度を変更す
る増幅度変更回路16とを有し、入力された振幅a,b
およびオフセットC1,C2の値に応じて、アンプ2の
レファレンス電位および増幅度を変更し、第1および第
2正弦信号A,Bの振幅a,bおよびオフセット値C
1,C2が、a=b,C1=C2となるように補正をか
け、結果的に第1および第2正弦信号A,Bの正規化を
行い、(式7)および(式8)によりそれぞれ示される
第3および第4正弦信号A’,B’を得る。
The processing circuit 7 corrects the values of the amplitudes a and b and the offsets C1 and C2 thus obtained in the correction circuit 10.
Send to. The correction circuit 10 includes, for example, as shown in FIG. 3, a reference potential changing circuit 15 that changes the reference potential of the amplifier 2 and an amplification degree changing circuit 16 that changes the amplification degree of the amplifier 2. Input amplitude a, b
The reference potential and the amplification degree of the amplifier 2 are changed according to the values of the offsets C1 and C2, and the amplitudes a and b of the first and second sine signals A and B and the offset value C are changed.
1 and C2 are corrected so that a = b and C1 = C2, and as a result, the first and second sine signals A and B are normalized, and by (Equation 7) and (Equation 8), respectively, Obtain the third and fourth sine signals A ', B'shown.

【0022】 A’=COSθ ・・・(式7)A ′ = COS θ (Equation 7)

【0023】 B’=SIN(θ+α) ・・・(式8)B ′ = SIN (θ + α) (Equation 8)

【0024】第3および第4正弦信号A’,B’は、加
減算回路5に供給される。加減算回路5は、第3正弦信
号A’から第4正弦信号B’を減算して第5の正弦信号
HAを発生するとともに、第3および第4正弦信号
A’,B’を加算して第6の正弦信号HBを発生する。
第5および第6正弦信号HAおよびHBは、次の(式
9)および(式10)で示される。
The third and fourth sine signals A ′ and B ′ are supplied to the adder / subtractor circuit 5. The adder / subtractor circuit 5 subtracts the fourth sine signal B'from the third sine signal A'to generate a fifth sine signal HA, and adds the third and fourth sine signals A'and B'to add Generate a sine signal HB of 6.
The fifth and sixth sine signals HA and HB are represented by the following (Equation 9) and (Equation 10).

【0025】[0025]

【数1】 [Equation 1]

【0026】[0026]

【数2】 [Equation 2]

【0027】ここで、Here,

【数3】 [Equation 3]

【0028】[0028]

【数4】 [Equation 4]

【0029】[0029]

【数5】 である。[Equation 5] Is.

【0030】従って、第5および第6正弦信号HAおよ
びHBは、次の(式14)および(式15)のように示
すことができる。
Therefore, the fifth and sixth sine signals HA and HB can be expressed by the following (Equation 14) and (Equation 15).

【0031】[0031]

【数6】 [Equation 6]

【0032】[0032]

【数7】 [Equation 7]

【0033】ただし、However,

【数8】 [Equation 8]

【0034】[0034]

【数9】 [Equation 9]

【0035】[0035]

【数10】 である。[Equation 10] Is.

【0036】(式14)乃至(式18)より明かよう
に、第5および第6正弦信号HAおよびHBは、振幅差
はあるものの、位相誤差が位相誤差の消去された信号と
なる。
As is clear from (Equation 14) to (Equation 18), the fifth and sixth sine signals HA and HB are signals in which the phase error is eliminated, although there is an amplitude difference.

【0037】次に、第5および第6正弦信号HAおよび
HBは、最大最小測定回路6に供給され、前述の第1お
よび第2正弦信号AおよびBと同様に、それぞれの最大
値および最小値が求められる。そして、処理回路7は、
第5および第6正弦信号HAおよびHBの最大値および
最小値をHAMAX,HAMIN,HBMAX,HBMINとする
と、次の(式19)および(式20)に従って、第5お
よび第6正弦信号HAおよびHBの振幅La,Lbを求
める。
Next, the fifth and sixth sine signals HA and HB are supplied to the maximum / minimum measuring circuit 6 and, like the above-mentioned first and second sine signals A and B, their respective maximum and minimum values. Is required. Then, the processing circuit 7
Assuming that the maximum and minimum values of the fifth and sixth sine signals HA and HB are HA MAX , HA MIN , HB MAX , and HB MIN , the fifth and sixth sine signals are calculated according to the following (Equation 19) and (Equation 20). The amplitudes La and Lb of the signals HA and HB are obtained.

【0038】 La=(HAMAX−HAMIN)/2 ・・・(式19)La = (HA MAX −HA MIN ) / 2 (Equation 19)

【0039】 Lb=(HBMAX−HBMIN)/2 ・・・(式20)Lb = (HB MAX −HB MIN ) / 2 (Equation 20)

【0040】処理回路7は、振幅La,Lbを求める際
には、複数個の最大値および最小値を使用し平均を取
る。この様に得られた振幅La,Lbを用い、(式1
4)および(式15)から振幅項を削除すると、次の
(式21)および(式22)のようになり、単純なta
-1表によりψが求まる。
When calculating the amplitudes La and Lb, the processing circuit 7 uses a plurality of maximum values and minimum values and averages them. Using the amplitudes La and Lb thus obtained, (Equation 1
4) and (Equation 15), the following (Equation 21) and (Equation 22) are obtained, and the simple ta
ψ can be obtained from the n −1 table.

【0041】 HA’=COS(ψ) ・・・(式21)HA ′ = COS (ψ) (Equation 21)

【0042】 HB’=SIN(ψ) ・・・(式22)HB ′ = SIN (ψ) (Equation 22)

【0043】ここで、最大最小測定回路6は、検出器1
の停止時に第5および第6正弦信号HA,HBをA/D
コンバータ12に通した後、比較回路13を経由せず
に、直接、処理回路7に供給する。処理回路7は、最終
的に、次の(式23)の計算を行い、位置に相当するθ
を算出する。
Here, the maximum / minimum measuring circuit 6 is the detector 1
The 5th and 6th sine signals HA and HB at the time of stop of A / D
After passing through the converter 12, it is directly supplied to the processing circuit 7 without passing through the comparison circuit 13. The processing circuit 7 finally performs the calculation of the following (Equation 23) to obtain θ corresponding to the position.
To calculate.

【0044】 θ=tan-1(HB’/HA’)−φB =tan-1{(HB/HA)×F(α)}−tan-1{1/F(α)} ・・・(式23)Θ = tan −1 (HB ′ / HA ′) − φB = tan −1 {(HB / HA) × F (α)} − tan −1 {1 / F (α)} (Expression 23)

【0045】ここで F(α)=La/Lb ・・・(式24) である。Here, F (α) = La / Lb (equation 24).

【0046】(式23)の演算により得られた位置情報
は、第1および第2正弦信号AおよびBの一周期内の微
細位置情報であり、処理回路7は、カウンタ回路4より
得られた粗情報とこの微細位置情報を加え最終的な位置
を得る。この様に、元の第1および第2正弦信号A,B
に、異なる振幅a,bが存在し、両信号間に位相誤差α
が存在し、両信号に異なるオフセットC1,C2が存在
し、かつこれらの量が変動を示しても、その変動量には
無関係に位置が算出することができる。処理回路7は、
算出した結果を、表示部8に表示し、外部出力部9に対
しそれに合わせた数値に変換し出力する。
The position information obtained by the calculation of (Equation 23) is fine position information within one cycle of the first and second sine signals A and B, and the processing circuit 7 is obtained from the counter circuit 4. The final position is obtained by adding the coarse information and this fine position information. Thus, the original first and second sine signals A, B
, There are different amplitudes a and b, and there is a phase error α between both signals.
Is present, different offsets C1 and C2 are present in both signals, and even if these amounts show fluctuations, the position can be calculated regardless of the fluctuations. The processing circuit 7
The calculated result is displayed on the display unit 8, converted into a numerical value suitable for it and output to the external output unit 9.

【0047】なお、上記処理回路7は、CPUおよびそ
の動作を規定するプログラムを規定するROMの組み合
わせで実現できるが、ハードワイヤードロジックで実現
することもできる。
The processing circuit 7 can be realized by a combination of a CPU and a ROM that defines a program that defines its operation, but can also be realized by a hard-wired logic.

【0048】このような位置測定装置は、高精度に位置
を測定できるので、例えばロータリエンコーダを用い、
角度を高精度に測定する測量機等に有効なものである。
勿論、リニアエンコーダを用いる各種測定装置も同様で
ある。
Since such a position measuring device can measure the position with high accuracy, for example, a rotary encoder is used,
It is effective for surveying instruments that measure angles with high accuracy.
Of course, the same applies to various measuring devices using a linear encoder.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の位置測定装置によれば、第1お
よび第2正弦信号のそれぞれの最大値および最小値を測
定し、測定した第1および第2正弦信号の最大値および
最小値に基づいて第1および第2正弦信号の振幅および
オフセットを求め、求めた振幅およびオフセットに基づ
いて第1および第2正弦信号を正規化して第3および第
4正弦信号を発生し、第3の正弦信号から第4の正弦信
号を減算して第5の正弦信号を発生し、第3および第4
正弦信号を加算して第6の正弦信号を発生し、第5およ
び第6の正弦信号のそれぞれの最大値および最小値を測
定し、測定した第5および第6正弦信号の最大値および
最小値を使用して求められた第5および第6正弦信号の
振幅の比に基づいて第5および第6正弦信号の比を補正
し、得られた補正値から位置情報を求めるようにしたの
で、第5および第6正弦信号の間には位相誤差が存在せ
ず、第1正弦信号および第2正弦信号の間の位相誤差す
なわち第3正弦信号および第4正弦信号の間の位相誤差
は、第5および第6正弦信号の振幅に吸収されるが、第
5および第6正弦信号の振幅の比に基づいて第5および
第6正弦信号の比が補正されるから、検出器から得られ
る信号状態が悪い場合でも、また、温度変化等による信
号の変動が生じた場合でも検出器の信号状態に影響され
ることなく、高い精度で位置を測定できる。
According to the position measuring device of the present invention, the maximum and minimum values of the first and second sine signals are measured, and the measured maximum and minimum values of the first and second sine signals are obtained. Based on the obtained amplitude and offset, the first and second sine signals are normalized to generate the third and fourth sine signals, and the third and fourth sine signals are generated. Subtracting the fourth sine signal from the signal to generate a fifth sine signal,
A sine signal is added to generate a sixth sine signal, maximum and minimum values of the fifth and sixth sine signals are measured, and maximum and minimum values of the measured fifth and sixth sine signals are measured. Since the ratio of the fifth and sixth sinusoidal signals is corrected based on the ratio of the amplitudes of the fifth and sixth sinusoidal signals obtained by using, the position information is obtained from the obtained correction value. There is no phase error between the fifth and sixth sine signals, and the phase error between the first sine signal and the second sine signal, that is, the phase error between the third sine signal and the fourth sine signal is And the amplitude of the sixth sinusoidal signal is absorbed, but the ratio of the fifth and sixth sinusoidal signals is corrected based on the ratio of the amplitudes of the fifth and sixth sinusoidal signals, so that the signal state obtained from the detector is Even if it is bad, the signal changes due to temperature changes. Without being to be affected by the signal state of the detector in case, you can measure the position with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の位置測定装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a position measuring device of the present invention.

【図2】図1の最大最小測定回路の一構成例を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the maximum / minimum measurement circuit of FIG.

【図3】図1の補正回路10の一構成例を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a correction circuit 10 in FIG.

【図4】従来の位置測定装置の一例を示すブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional position measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出器 2 アンプ 3 波形整形器 4 カウンタ回路 5 加減算回路 6 最大最小測定回路 7 処理回路 10 補正回路 11 マルチプレクサ 12 A/Dコンバータ 13 比較回路 14 記憶部 15 レファレンス電位変更回路 16 増幅度変更回路 1 detector 2 amplifier 3 waveform shaper 4 counter circuit 5 adder / subtractor circuit 6 maximum / minimum measuring circuit 7 processing circuit 10 correction circuit 11 multiplexer 12 A / D converter 13 comparison circuit 14 storage unit 15 reference potential changing circuit 16 amplification degree changing circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出器より位置変化に応じて得られる位
相の90゜異なる第1および第2の正弦信号を処理し
て、位置情報を得る位置測定装置において、 前記第1および第2正弦信号のそれぞれの最大値および
最小値を測定する第1最大最小測定手段と、 前記第1最大最小測定手段によって測定された前記第1
および第2正弦信号の最大値および最小値に基づいて前
記第1および第2正弦信号の振幅およびオフセットを求
める第1処理手段と、 前記第1処理手段によって求められた振幅およびオフセ
ットに基づいて前記第1および第2正弦信号を正規化し
て第3および第4正弦信号を発生させる補正手段と、 前記第3の正弦信号から前記第4の正弦信号を減算して
第5の正弦信号を発生するとともに、前記第3および第
4正弦信号を加算して第6の正弦信号を発生する加減算
手段と、 前記第5および第6の正弦信号のそれぞれの最大値およ
び最小値を測定する第2最大最小測定手段と、 前記第2最大最小測定手段によって測定された前記第5
および第6正弦信号の最大値および最小値を使用して求
めた前記第5および第6正弦信号の振幅の比に基づいて
前記第5および第6正弦信号の比を補正し、得られた補
正値から位置情報を求める第2処理手段とを備えること
を特徴とする位置測定装置。
1. A position measuring device for processing position information obtained by processing first and second sine signals having phases different from each other by 90 ° obtained from a detector according to a position change, wherein the first and second sine signals are provided. First maximum / minimum measuring means for measuring respective maximum value and minimum value, and the first maximum / minimum measuring means
And first processing means for obtaining the amplitude and offset of the first and second sine signals based on the maximum value and the minimum value of the second sine signal, and the first processing means based on the amplitude and offset obtained by the first processing means. Correcting means for normalizing the first and second sine signals to generate third and fourth sine signals, and subtracting the fourth sine signal from the third sine signal to generate a fifth sine signal. Along with the addition and subtraction means for adding the third and fourth sine signals to generate a sixth sine signal, a second maximum and minimum for measuring the maximum and minimum values of the fifth and sixth sine signals, respectively. Measuring means, and the fifth measured by the second maximum / minimum measuring means
And correcting the ratio of the fifth and sixth sinusoidal signals based on the ratio of the amplitudes of the fifth and sixth sinusoidal signals determined using the maximum and minimum values of the sixth sinusoidal signal, and the resulting correction And a second processing unit that obtains position information from the value.
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