JPH0668448B2 - 位置計測装置 - Google Patents
位置計測装置Info
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- JPH0668448B2 JPH0668448B2 JP62329708A JP32970887A JPH0668448B2 JP H0668448 B2 JPH0668448 B2 JP H0668448B2 JP 62329708 A JP62329708 A JP 62329708A JP 32970887 A JP32970887 A JP 32970887A JP H0668448 B2 JPH0668448 B2 JP H0668448B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- signal
- combination
- abnormality
- detectors
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動機器、遠隔操作装置等に用いられる位
置計測装置に関するものである。
置計測装置に関するものである。
各種自動機器において位置決めを行う際、移動量を計測
してこれを電気信号に変換するための手段が必要とされ
る。この目的で、移動体上に一定周期で設けられた光学
的，もしくは磁気的な記録を固定台上に設けられた装置
で検出し、移動量を計測することが一般に行れている。
してこれを電気信号に変換するための手段が必要とされ
る。この目的で、移動体上に一定周期で設けられた光学
的，もしくは磁気的な記録を固定台上に設けられた装置
で検出し、移動量を計測することが一般に行れている。
第11図は従来の磁気エンコーダの一例であって、ステー
タ１に設けた軸受２にロータ３が回転自在に支承されて
いる。ロータ３は外周に微細ピッチで多数の磁極４を設
けてある。ステータ１には磁気抵抗素子からなる検出器
５が取付けられ、磁極４の磁気を検出器５で検出するこ
とによって移動量を計測している。
タ１に設けた軸受２にロータ３が回転自在に支承されて
いる。ロータ３は外周に微細ピッチで多数の磁極４を設
けてある。ステータ１には磁気抵抗素子からなる検出器
５が取付けられ、磁極４の磁気を検出器５で検出するこ
とによって移動量を計測している。
検出器５に用いる磁気抵抗素子は第12図に示すように、
４個所にA,,B,（ＡとＢは電源Vccに、とは接地
に接続されている）のように設け、磁極幅をλとすると
き、λ／２異なる位置に設けられたＡと,Bとをそれ
ぞれブリッジ構成に接続具６により接続して２組の検出
器５−1,5−２を構成している。なお、７は抵抗器、８
は増幅器である。
４個所にA,,B,（ＡとＢは電源Vccに、とは接地
に接続されている）のように設け、磁極幅をλとすると
き、λ／２異なる位置に設けられたＡと,Bとをそれ
ぞれブリッジ構成に接続具６により接続して２組の検出
器５−1,5−２を構成している。なお、７は抵抗器、８
は増幅器である。
磁気抵抗素子ＡとＢはλ／４＋ｎλ／２（ただし、ｎは
任意の整数）異なる位置に設けられている。このように
すると、それぞれのブリッジの出力を二値化して得られ
る信号はロータ３の回転に伴ない、第13図に示すよう
に、90゜位相のずれた矩形波として得られる。これから
回転信号を得るには、例えばＡ相の立上り、立下り（そ
れぞれＡ↑、Ａ↓とする）を検出してＢ相のレベルと論
理演算 CW＝（Ａ↑and Ｂ）or（Ａ↓and（not Ｂ）） CCW＝（Ａ↑and（not Ｂ））or（Ａ↓and Ｂ） を施すことにより、それぞれの方向への移動に対応する
パルス信号CWおよびCCWを得ることができる。
任意の整数）異なる位置に設けられている。このように
すると、それぞれのブリッジの出力を二値化して得られ
る信号はロータ３の回転に伴ない、第13図に示すよう
に、90゜位相のずれた矩形波として得られる。これから
回転信号を得るには、例えばＡ相の立上り、立下り（そ
れぞれＡ↑、Ａ↓とする）を検出してＢ相のレベルと論
理演算 CW＝（Ａ↑and Ｂ）or（Ａ↓and（not Ｂ）） CCW＝（Ａ↑and（not Ｂ））or（Ａ↓and Ｂ） を施すことにより、それぞれの方向への移動に対応する
パルス信号CWおよびCCWを得ることができる。
このよな移動量計測装置は、磁気インクリメンタル・エ
ンコーダと呼ばれ、広く工業的に使用されているが、素
子の一部に異常が生じた場合、誤まった信号が出力さ
れ、しかも制御装置はそれを検出することができないと
いう問題点があった。
ンコーダと呼ばれ、広く工業的に使用されているが、素
子の一部に異常が生じた場合、誤まった信号が出力さ
れ、しかも制御装置はそれを検出することができないと
いう問題点があった。
上記例では磁気感応部分、すなわち磁気抵抗素子のうち
Ａまたはの一方に断線が生じた場合、Ａ相のブリッジ
出力はハイレベルもしくはローレベルに固定され、Ａ↑
およびＡ↓のパルスは発生しない。また、Ｂまたはの
一方が断線した場合はＡ相の変化によりCWとCCWの信号
が交互に出力される。すなわち検出器５−1,5−２の一
部に異常が生じた場合は、いずれの場合もロータ３が回
転しているにもかかわらず、ロータ３は静止していると
いう情報が制御装置に伝達される。
Ａまたはの一方に断線が生じた場合、Ａ相のブリッジ
出力はハイレベルもしくはローレベルに固定され、Ａ↑
およびＡ↓のパルスは発生しない。また、Ｂまたはの
一方が断線した場合はＡ相の変化によりCWとCCWの信号
が交互に出力される。すなわち検出器５−1,5−２の一
部に異常が生じた場合は、いずれの場合もロータ３が回
転しているにもかかわらず、ロータ３は静止していると
いう情報が制御装置に伝達される。
自動機器におけるこのような異常は、極めて危険な状況
を引き起す。すなわち、装置が実際には運動しているに
もかかわらず、制御装置は機器が静止していると判断し
て移動指令を出し続け、装置は加速を続ける。この結
果、装置を破損し、作業員に危害をおよぼすという問題
点があった。
を引き起す。すなわち、装置が実際には運動しているに
もかかわらず、制御装置は機器が静止していると判断し
て移動指令を出し続け、装置は加速を続ける。この結
果、装置を破損し、作業員に危害をおよぼすという問題
点があった。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、検出器の異常を容易に発見できる位置計測装置を
提供することを目的とする。
ので、検出器の異常を容易に発見できる位置計測装置を
提供することを目的とする。
この発明にかかる位置計測装置は、波長λの周期的な変
化を有する被検出体と、前記変化に感応する検出器の少
なくとも一方を可動体上に設けてなる位置計測装置であ
って、下記の式 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
さらに前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移
が予め定めた位置を横切るとき、その横切る方向にした
がって、右方向の移動を示すパルス信号または左方向の
移動を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前
記検出器から得られた二値信号の組合せが予期される組
合せ以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示
す信号を出力する出力手段を有し、前記異常信号出力時
には、前記検出器から得られた二値信号の組み合わせと
最も情報理論的距離の近い正常な二値信号の組合せを求
め、これが単一である場合はこの信号に対応する位置
を、２つ以上である場合はこれらの中間位置を計測結果
として出力するものである。
化を有する被検出体と、前記変化に感応する検出器の少
なくとも一方を可動体上に設けてなる位置計測装置であ
って、下記の式 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
さらに前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移
が予め定めた位置を横切るとき、その横切る方向にした
がって、右方向の移動を示すパルス信号または左方向の
移動を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前
記検出器から得られた二値信号の組合せが予期される組
合せ以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示
す信号を出力する出力手段を有し、前記異常信号出力時
には、前記検出器から得られた二値信号の組み合わせと
最も情報理論的距離の近い正常な二値信号の組合せを求
め、これが単一である場合はこの信号に対応する位置
を、２つ以上である場合はこれらの中間位置を計測結果
として出力するものである。
この発明においては、ｍ組の検出器から二値化された出
力の組み合わせとその遷移から被検出体の位置が計測さ
れる。二値化された出力の組合せが予期される組合せ以
外である場合には、検出器の異常を示す信号が出力さ
れ、正常な位置に最も近い位置信号が出力される。
力の組み合わせとその遷移から被検出体の位置が計測さ
れる。二値化された出力の組合せが予期される組合せ以
外である場合には、検出器の異常を示す信号が出力さ
れ、正常な位置に最も近い位置信号が出力される。
第１図はこの発明の位置計測装置の第１の実施例を示す
もので、磁気エンコーダに適用した場合であり、機械的
構成は第11図と同じであるが、検出器を構成する磁気抵
抗素子の配置が異なっている。すなわち、検出器の数ｍ
が４の場合の磁気抵抗素子Ａと,Bと,CとおよびＤ
との配置を示すもので、これらにより一磁極幅（これ
が前記λに相当する）の１／８ずつ位相の異なる位置に
検出器５−1,5−2,5−3,5−４の４組が形成されてい
る。
もので、磁気エンコーダに適用した場合であり、機械的
構成は第11図と同じであるが、検出器を構成する磁気抵
抗素子の配置が異なっている。すなわち、検出器の数ｍ
が４の場合の磁気抵抗素子Ａと,Bと,CとおよびＤ
との配置を示すもので、これらにより一磁極幅（これ
が前記λに相当する）の１／８ずつ位相の異なる位置に
検出器５−1,5−2,5−3,5−４の４組が形成されてい
る。
第２図はこの発明の第１の実施例の各検出器５−１〜５
−４の二進化された出力、つまりｍ＝４の場合につい
て、位置関係の変化に対して示したものである。これら
の信号から記録波長λを８分割する位置信号を得ること
ができる。すなわち、各検出器５−１〜５−４から得ら
れる二値信号の組合せは0000→0001→0011→0111→1111
→1110→1100→1000と変化する。この場合には各検出器
５−１〜５−４の一つに異常が生じていても、本来の位
置に対して±１の誤差のみを含む位置信号を得ることが
可能である。
−４の二進化された出力、つまりｍ＝４の場合につい
て、位置関係の変化に対して示したものである。これら
の信号から記録波長λを８分割する位置信号を得ること
ができる。すなわち、各検出器５−１〜５−４から得ら
れる二値信号の組合せは0000→0001→0011→0111→1111
→1110→1100→1000と変化する。この場合には各検出器
５−１〜５−４の一つに異常が生じていても、本来の位
置に対して±１の誤差のみを含む位置信号を得ることが
可能である。
第３図はこれを説明するものであって、各検出器５−１
〜５−４がすべて正常に作動した場合に得られるビット
パターン（枠内）と、一つの検出器の異常により一つの
ビットパターンが反転した場合に見られるビットパター
ン（線で結合）を示したものである。検出器が５−１〜
５−４の４個で構成されていることから、ビット反転に
より、４通りの変化が生じる。ここで、位置の判定を第
３図に点線で示す区分で行うと、一つのビット反転が生
じた場合、最悪でも隣の位置と誤認されるに止まる。こ
れによる誤差はデジタル計測で必然的に含まれる最小分
解能に相当する誤差と等しい大きさであり、実用的には
問題とならない。
〜５−４がすべて正常に作動した場合に得られるビット
パターン（枠内）と、一つの検出器の異常により一つの
ビットパターンが反転した場合に見られるビットパター
ン（線で結合）を示したものである。検出器が５−１〜
５−４の４個で構成されていることから、ビット反転に
より、４通りの変化が生じる。ここで、位置の判定を第
３図に点線で示す区分で行うと、一つのビット反転が生
じた場合、最悪でも隣の位置と誤認されるに止まる。こ
れによる誤差はデジタル計測で必然的に含まれる最小分
解能に相当する誤差と等しい大きさであり、実用的には
問題とならない。
λ以上の移動については、“7"と“0"の間を横切るとき
にアップダウンカウンタを増減することで継続される。
すなわち、前回値が“6"または“7"であって今回値“0"
または“1"の場合にカウンタを＋１し、前回値が“0"ま
たは“1"であって今回値が“6"または“7"の場合にカウ
ンタを−１するようにすればよい。
にアップダウンカウンタを増減することで継続される。
すなわち、前回値が“6"または“7"であって今回値“0"
または“1"の場合にカウンタを＋１し、前回値が“0"ま
たは“1"であって今回値が“6"または“7"の場合にカウ
ンタを−１するようにすればよい。
第１の実施例の信号処理回路を第４図に示す。コンパレ
ータ９−１〜９〜４により各磁気抵抗素子Ａと,Bと
,Cと,Dとの中点電位を基準電位の比較し、二値
（“0"または“1"）信号に変換する。それぞれの信号
が、デューティ比1:1となるように、可変抵抗器10−１
〜10−４を調整しておく。各検出器５−１〜５−４から
の二値信号を充分速いクロックパルス発生器11のクロッ
ク信号によりデータ取込みがなされるＤ−Ｆバッファ12
を介してデコーダIC13に与える。デコーダIC13の内容の
詳細を第10図に示す。
ータ９−１〜９〜４により各磁気抵抗素子Ａと,Bと
,Cと,Dとの中点電位を基準電位の比較し、二値
（“0"または“1"）信号に変換する。それぞれの信号
が、デューティ比1:1となるように、可変抵抗器10−１
〜10−４を調整しておく。各検出器５−１〜５−４から
の二値信号を充分速いクロックパルス発生器11のクロッ
ク信号によりデータ取込みがなされるＤ−Ｆバッファ12
を介してデコーダIC13に与える。デコーダIC13の内容の
詳細を第10図に示す。
第５図において、コード４ビットのそれぞれのビットパ
ターンに対応して16の出力の何れかがアクティブにな
り、各位置を示す位置信号Ppと、異常発生を示す異常信
号Peを与える。位置０を示す信号と位置１を示す信号の
論理和と、位置６を示し信号と位置７を示す信号の論理
和は、第４図に示したシフトレジスタ14−１およびシフ
トレジスタ14−２に入力され、シフトレジスタ14−１の
入力とシフトレジスタ14−２の出力との論理積およびシ
フトレジスタ14−２の入力とシフトレジスタ14−１の出
力の論理積をそれぞれ取ることにより、記録１波長以上
の移動量を保持するアップダウンカウンタ（図示せず）
への＋1,−１を指示するパルスを得ることができる。
ターンに対応して16の出力の何れかがアクティブにな
り、各位置を示す位置信号Ppと、異常発生を示す異常信
号Peを与える。位置０を示す信号と位置１を示す信号の
論理和と、位置６を示し信号と位置７を示す信号の論理
和は、第４図に示したシフトレジスタ14−１およびシフ
トレジスタ14−２に入力され、シフトレジスタ14−１の
入力とシフトレジスタ14−２の出力との論理積およびシ
フトレジスタ14−２の入力とシフトレジスタ14−１の出
力の論理積をそれぞれ取ることにより、記録１波長以上
の移動量を保持するアップダウンカウンタ（図示せず）
への＋1,−１を指示するパルスを得ることができる。
第６図はこの発明の第２の実施例を示すもので、検出器
の数ｍが５の場合の磁気抵抗素子Ａと,Bと,Cと,D
と,Eとと配置を示すもので、一磁極幅（これが前記
λに相当する）の１／５ずつ位相の異なる位置に検出器
５−1,5−2,5−3,5−4,5−５の５組が形成されている。
の数ｍが５の場合の磁気抵抗素子Ａと,Bと,Cと,D
と,Eとと配置を示すもので、一磁極幅（これが前記
λに相当する）の１／５ずつ位相の異なる位置に検出器
５−1,5−2,5−3,5−4,5−５の５組が形成されている。
第７図はこの発明の第２の実施例の各検出器５−１〜５
−５の二値化された出力、つまり、ｍ＝５の場合につい
て、位置関係の変化に対して示したものである。各検出
器５−１〜５−５はλ／５ずつずれた位置に設けられて
いるため、移動に伴いλ／５ずつ位相の異なる５つの矩
形波が出力される。
−５の二値化された出力、つまり、ｍ＝５の場合につい
て、位置関係の変化に対して示したものである。各検出
器５−１〜５−５はλ／５ずつずれた位置に設けられて
いるため、移動に伴いλ／５ずつ位相の異なる５つの矩
形波が出力される。
これらの信号から記録波長λを10分割する位置信号を得
ることができる。すなわち、各検出器５−１〜５−５か
ら得られる二値信号の組合せは、移動に伴い00011→001
11→00110→01110→01100→11100→11000→11001→1000
1→10011と変化する。検出器５−１〜５−５に異常が生
じて何れかのビットが“0"または“1"に固定されると、
移動に伴って上記組合せ以外のビットパターンが現れる
ため、制御装置でこれを監視することにより検出器５−
１〜５−５の異常を発見することが可能である。
ることができる。すなわち、各検出器５−１〜５−５か
ら得られる二値信号の組合せは、移動に伴い00011→001
11→00110→01110→01100→11100→11000→11001→1000
1→10011と変化する。検出器５−１〜５−５に異常が生
じて何れかのビットが“0"または“1"に固定されると、
移動に伴って上記組合せ以外のビットパターンが現れる
ため、制御装置でこれを監視することにより検出器５−
１〜５−５の異常を発見することが可能である。
次に検出器５−１〜５−５の異常による信号の誤りを訂
正する方法について説明する。
正する方法について説明する。
第８図は検出器５−１〜５−５が全て正常に作動した場
合に得られるビットパターン（枠内）と、一つの検出器
の異常により一つのビットが反転した場合にみられるビ
ットパターン（線で結合）を示したものである。
合に得られるビットパターン（枠内）と、一つの検出器
の異常により一つのビットが反転した場合にみられるビ
ットパターン（線で結合）を示したものである。
検出器が５−１〜５−５の５個で構成されていることか
ら、ビット反転により、５通りの変化が生じる。ここ
で、位置の判定を第８図に点線で示す区分で行うと、一
つのビット反転が生じた場合、最悪でも隣の位置と誤認
されるに止まる。これによる誤差はディジタル計測で必
然的に含まれる最小分解能に相当する誤差と等しい大き
さであり、実用的には問題とならない。
ら、ビット反転により、５通りの変化が生じる。ここ
で、位置の判定を第８図に点線で示す区分で行うと、一
つのビット反転が生じた場合、最悪でも隣の位置と誤認
されるに止まる。これによる誤差はディジタル計測で必
然的に含まれる最小分解能に相当する誤差と等しい大き
さであり、実用的には問題とならない。
λ以上の移動については、“9"と“0"の間を横切るとき
にアップダウンカウンタを増減することで計測される。
ビット反転により最大１の誤差を生じるため、前回値が
“8"または“9"で、かつ今回値が“0"または“1"の場合
にカウンタを＋１し、前回値が“0"または“1"であっ
て、かつ今回値が“8"または“9"の場合にカウンタを−
１するようにすればよい。
にアップダウンカウンタを増減することで計測される。
ビット反転により最大１の誤差を生じるため、前回値が
“8"または“9"で、かつ今回値が“0"または“1"の場合
にカウンタを＋１し、前回値が“0"または“1"であっ
て、かつ今回値が“8"または“9"の場合にカウンタを−
１するようにすればよい。
第３の実施例の信号処理回路を第９図に示す。
コンパレータ９−１〜９−５により、各磁気抵抗素子Ａ
と,Bと,Cと,Dと,Eとの中点電位を基準電位と
比較し、二値（“0"または“1"）信号に変換する。それ
ぞれの信号が、デューティ比1:1となるように、可変抵
抗器10−１〜10−５を調整しておく。各検出器５−１〜
５−５からの二値信号を充分速いクロックパルス発生器
11のクロック信号によりデータ取り込みがなされるＤ−
FFバッファ12を介してデコーダIC13のアドレスとして与
えることにより位置０〜９に対応する電気信号を得る。
デコーダIC13の内容の詳細を第10図に示す。
と,Bと,Cと,Dと,Eとの中点電位を基準電位と
比較し、二値（“0"または“1"）信号に変換する。それ
ぞれの信号が、デューティ比1:1となるように、可変抵
抗器10−１〜10−５を調整しておく。各検出器５−１〜
５−５からの二値信号を充分速いクロックパルス発生器
11のクロック信号によりデータ取り込みがなされるＤ−
FFバッファ12を介してデコーダIC13のアドレスとして与
えることにより位置０〜９に対応する電気信号を得る。
デコーダIC13の内容の詳細を第10図に示す。
第10図において、アドレス５ビットのそれぞれに対して
示した８ビットのデータが出力される。データのビット
０〜３は位置０から位置９に対応するBCD（二進化十
進）符号であり、ビット４は検出器５−１〜５−５の異
常が検出されたことを示し、ビット５は回復不能の異常
が検出されたことを示す。後者は検出器出力が全て０ま
たは全て１の場合に出力される。データのビット６は位
置０または位置１にあることを示し、ビット７は位置８
または位置９にあることを示す。これらは、第９図に示
すシフトレジスタ14−１およびシフトレジスタ14−２に
入力され、シフトレジスタ14−１の入力とシフトレジス
タ14−２の出力との論理積およびシフトレジスタ14−２
の入力とシフトレジスタ14−１の出力の論理積をそれぞ
れ取ることによりアップダウンカウンタへの＋1,−１を
指示するパルスを得ることができる。
示した８ビットのデータが出力される。データのビット
０〜３は位置０から位置９に対応するBCD（二進化十
進）符号であり、ビット４は検出器５−１〜５−５の異
常が検出されたことを示し、ビット５は回復不能の異常
が検出されたことを示す。後者は検出器出力が全て０ま
たは全て１の場合に出力される。データのビット６は位
置０または位置１にあることを示し、ビット７は位置８
または位置９にあることを示す。これらは、第９図に示
すシフトレジスタ14−１およびシフトレジスタ14−２に
入力され、シフトレジスタ14−１の入力とシフトレジス
タ14−２の出力との論理積およびシフトレジスタ14−２
の入力とシフトレジスタ14−１の出力の論理積をそれぞ
れ取ることによりアップダウンカウンタへの＋1,−１を
指示するパルスを得ることができる。
なお、上記第1,第２の実施例は、検出器の数ｍが４個,5
個の場合の実施例について説明したが、それ以上の個数
の場合にも適用できる。すなわち、一般的に表現すれ
ば、 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
さらに前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移
が予め定めた位置を横切るときその横切る方向にしたが
って右方向の移動を示すパルス信号または左方向の移動
を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前記検
出器から得られた二値信号の組合せが予期される組合せ
以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示す信
号を出力する手段を有し、前記異常信号出力時には、前
記検出器から二値信号の組み合わせと最も情報論理的距
離の近い正常な二値信号の組合せを求め、これが単一で
ある場合はこの信号に対応する位置を、２つ以上である
場合はこれらの中間位置を計測結果として出力する出力
手段を有し、X0は任意の基準位置を表す実数、ｍは４以
上の整数、niは任意の整数、ｉは１からｍまでの値を順
にとる整数とする。
個の場合の実施例について説明したが、それ以上の個数
の場合にも適用できる。すなわち、一般的に表現すれ
ば、 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
さらに前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移
が予め定めた位置を横切るときその横切る方向にしたが
って右方向の移動を示すパルス信号または左方向の移動
を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前記検
出器から得られた二値信号の組合せが予期される組合せ
以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示す信
号を出力する手段を有し、前記異常信号出力時には、前
記検出器から二値信号の組み合わせと最も情報論理的距
離の近い正常な二値信号の組合せを求め、これが単一で
ある場合はこの信号に対応する位置を、２つ以上である
場合はこれらの中間位置を計測結果として出力する出力
手段を有し、X0は任意の基準位置を表す実数、ｍは４以
上の整数、niは任意の整数、ｉは１からｍまでの値を順
にとる整数とする。
なお、この発明は、磁気エンコーダに限定されるもので
なく、光を用いたエンコーダ等、磁気以外の他の検出器
の場合にも適用可能である。
なく、光を用いたエンコーダ等、磁気以外の他の検出器
の場合にも適用可能である。
以上詳細に説明したように、この発明は波長λの周期的
な変化を有する被検出体と、前記変化に感応する検出器
の少なくとも一方を可動体上に設けてなる位置計測装置
であって、 下記の式 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
さらに前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移
が予め定めた位置を横切るとき、その横切る方向にした
がって、右方向の移動を示すパルス信号または左方向の
移動を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前
記検出器から得られた二値信号の組合せが予期される組
合せ以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示
す信号を出力する手段を有し、前記異常信号出力時に
は、前記検出器から得られた二値信号の組み合わせと最
も情報理論的距離の近い正常な二値信号の組合せを求
め、これが単一である場合はこの信号に対応する位置
を、２つ以上である場合はこれらの中間位置を計測結果
として出力する出力手段を有する構成なので、位置の情
報はもとより、検出器の異常を容易に検出できるばかり
でなく、単一の異常であればこれを訂正する機能を有す
る移動量計測装置を構成することが可能であり、装置の
信頼性が向上し、自動機器の誤動作による重大な人身事
故、物損事故の防止に役立つ優れた効果がある。
な変化を有する被検出体と、前記変化に感応する検出器
の少なくとも一方を可動体上に設けてなる位置計測装置
であって、 下記の式 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
さらに前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移
が予め定めた位置を横切るとき、その横切る方向にした
がって、右方向の移動を示すパルス信号または左方向の
移動を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前
記検出器から得られた二値信号の組合せが予期される組
合せ以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示
す信号を出力する手段を有し、前記異常信号出力時に
は、前記検出器から得られた二値信号の組み合わせと最
も情報理論的距離の近い正常な二値信号の組合せを求
め、これが単一である場合はこの信号に対応する位置
を、２つ以上である場合はこれらの中間位置を計測結果
として出力する出力手段を有する構成なので、位置の情
報はもとより、検出器の異常を容易に検出できるばかり
でなく、単一の異常であればこれを訂正する機能を有す
る移動量計測装置を構成することが可能であり、装置の
信頼性が向上し、自動機器の誤動作による重大な人身事
故、物損事故の防止に役立つ優れた効果がある。
第１図〜第５図はこの発明の第１の実施例を説明するた
めの図で、検出器の個数が４個の場合であり、第１図は
検出器を構成する磁気抵抗素子の配置を示す図、第２図
は各検出器の二値化された出力を位置関係の変化に対し
て示した図、第３図は検出器の故障時に異常が生ずる場
合を説明するための図、第４図は信号処理回路を示す
図、第５図はデコーダICの内容を説明するための図、第
６図〜第10図はこの発明の第２の実施例を説明するため
の図で、検出器の個数が５個の場合であり、第１の実施
例の第１図〜第５図にそれぞれ対応している。第11図は
この発明の適用対象の一例である磁気エンコーダの部分
断面図、第12図は従来の検出器における磁気抵抗素子の
配置を示す図、第13図は第12図の検出器から得られるパ
ルス波形を示す図である。 図中、５−１〜５−５は検出器,9−１〜９−５はコンパ
レータ、10−１〜10−５は可変抵抗器、11はクロックパ
ルス発生器、12はＤ−FFバッファ、13はデコーダIC、14
−1,14−２はシフトレジスタである。
めの図で、検出器の個数が４個の場合であり、第１図は
検出器を構成する磁気抵抗素子の配置を示す図、第２図
は各検出器の二値化された出力を位置関係の変化に対し
て示した図、第３図は検出器の故障時に異常が生ずる場
合を説明するための図、第４図は信号処理回路を示す
図、第５図はデコーダICの内容を説明するための図、第
６図〜第10図はこの発明の第２の実施例を説明するため
の図で、検出器の個数が５個の場合であり、第１の実施
例の第１図〜第５図にそれぞれ対応している。第11図は
この発明の適用対象の一例である磁気エンコーダの部分
断面図、第12図は従来の検出器における磁気抵抗素子の
配置を示す図、第13図は第12図の検出器から得られるパ
ルス波形を示す図である。 図中、５−１〜５−５は検出器,9−１〜９−５はコンパ
レータ、10−１〜10−５は可変抵抗器、11はクロックパ
ルス発生器、12はＤ−FFバッファ、13はデコーダIC、14
−1,14−２はシフトレジスタである。
Claims (1)
- 【請求項１】波長λの周期的な変化を有する被検出体
と、前記変化に感応する検出器の少なくとも一方を可動
体上に設けてなる位置計測装置であって、 下記の式 Xi＝X0＋（ni＋ｉ／ｍ）λ／２ で表わされる位置Xiに配設されたｍ組の検出器を有し、
前記検出器から得られた二値信号の組合せの遷移が予め
定められた位置を横切るとき、その横切る方向にしたが
って、右方向の移動を示すパルス信号または左方向の移
動を示すパルス信号のいずれか一方を出力し、かつ前記
検出器から得られた二値信号の組合せが予期される組合
せ以外である場合に前記検出器のいずれかの異常を示す
信号を出力し、さらに、前記異常信号出力時には、前記
検出器から得られた二値信号の組み合わせと最も情報理
論的距離の近い正常な二値信号の組合せを求め、これが
単一である場合はこの信号に対応する位置を、２つ以上
である場合はこれらの中間位置を計測結果として出力す
る出力手段を有することを特徴とする位置計測装置。 ただし、X0は任意の基準位置を表す実数、ｍは４以上の
整数、niは任意の整数、ｉは１からｍまでの値を順にと
る整数とする。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329708A JPH0668448B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 位置計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62329708A JPH0668448B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 位置計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01172707A JPH01172707A (ja) | 1989-07-07 |
| JPH0668448B2 true JPH0668448B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=18224382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62329708A Expired - Lifetime JPH0668448B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 位置計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668448B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220144A (en) * | 1975-08-06 | 1977-02-15 | Daiichi Shokai:Kk | Detection device of pin balls |
| JPS5926886B2 (ja) * | 1976-03-29 | 1984-07-02 | 安立電気株式会社 | 移動体位置検出装置における誤り検出方法 |
| DE3526735A1 (de) * | 1985-07-26 | 1987-02-05 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Fehlergesicherte inkrementale positionsmesseinrichtung |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62329708A patent/JPH0668448B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01172707A (ja) | 1989-07-07 |
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