JPH0694477A - 回転位置検出信号の変換方法及び変換装置 - Google Patents

回転位置検出信号の変換方法及び変換装置

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JPH0694477A
JPH0694477A JP27117292A JP27117292A JPH0694477A JP H0694477 A JPH0694477 A JP H0694477A JP 27117292 A JP27117292 A JP 27117292A JP 27117292 A JP27117292 A JP 27117292A JP H0694477 A JPH0694477 A JP H0694477A
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JP
Japan
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signal
rotation
value
corrected
rotational position
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JP27117292A
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Akira Ando
章 安藤
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NIPPON JIDO SEIGYO KK
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NIPPON JIDO SEIGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出器の増分値パルス出力を設定スケールの
位置表示信号に変換する際に、累積誤差を完全に除去
し、正確な多回転位置の表示出力を得る。 【構成】 エンコーダ1からの2相パルス信号Aは信号
変換部2によりアップダウンパルス信号Bに変換され、
計数カウンタ3にて積算されてバイナリ信号Cとなる。
その後EP−ROM4により演算値Sが乗算されて修正
信号Dとなり、パルス変換部5にて修正2相パルス信号
Eが出力される。ここで、演算装置7ではディジタルス
イッチ6で入力した設定値Yとエンコーダ1の1回転パ
ルス数Kとにより演算値S=Y/Kが算出され、予めE
P−ROM4に書き込まれている。また、計数カウンタ
3の計数容量は、設定値Yの少数桁分をパルス数Kに上
乗せした値に設定され、設定値Yの値如何に拘わらず計
数カウンタ3のカウント周期で端数が解消されて、無限
回転数に至るまで累積誤差の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転位置検出器から出力
される信号を変換する装置に関し、特に多回転位置検出
に用いる場合に好適で、出力信号のスケールを任意に変
更できる信号変換もしくは信号処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】回転位置検出器としては、光学式のパル
スエンコーダ、磁気式のシンクロ、レゾルバ等が用いら
れており、回転位置出力形式としては、アブソリュート
形及びインクリメント形がある。アブソリュート形は1
回転内の絶対位置が得られるが高価でしかも分解能が低
い。一方、インクリメント形は位置の増分値しか得られ
ないものの安価で分解能の向上が容易であるため、一般
に広く用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記回転位置検出器の
最小検出間隔(分解能)及び1回転内の検出数(出力パ
ルス数)には、種々の値が存在するものの現実には幾つ
かの値に固定されている。そして、1回転の出力パルス
数は常に自然数nとなっている。ところが、実際の測長
や位置検出等の用途においては、その表示スケールや制
御スケールに基づいて、検出器の1回転につき、位置検
出信号として異なった数の出力パルス数mを必要とする
ことがある。ここで、mが自然数n′である場合には1
回転毎にパルス出力が対応しているので問題はないが、
mが少数部を含む非自然数である場合、演算処理に伴う
数値の桁落としによって発生する誤差が累積し、特に多
回転位置を検出する場合にはこの累積誤差が大きくなっ
て実用に適しないという問題があった。そこで本発明は
上記問題点を解決するものであり、その課題は、任意の
出力スケールを設定した際に、回転位置検出器の増分値
信号から出力スケールに対応した出力信号を累積誤差の
発生なしに変換処理できる信号の変換方法及び装置を得
ることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、回転位置検出器の出力から直接もしくは間接的に得
られた位置に対応する増分値信号に基づいて、設定され
た位置スケールに変換された修正位置表示信号を得る回
転位置検出信号の変換方法として本発明が講じた手段
は、回転位置検出器の1回転分に対応する増分値信号の
発生数を1回転発生数とし、回転位置検出器の1回転分
に対応する位置スケールの数値を1回転設定数とした場
合に、1回転発生数と、1回転設定数における少数部の
自然数に対する因数との積を計数容量とするカウンタに
より増分値信号を積算して積算値信号に逐次変換すると
ともに、積算値信号に1回転発生数に対する1回転設定
数の比を逐次乗算して修正積算値を算出し、修正積算値
に基づいて修正位置表示信号を得るようにしたものであ
る。ここで、修正位置表示信号は、修正積算値の整数部
の増減に基づいて形成した修正増分値信号とすることが
好ましい。また、上記方法を実現するための装置として
は、1回転発生数と、1回転設定数における少数部の自
然数に対する因数との積を計数容量とし、増分値信号を
積算して積算値信号に逐次変換するカウンタと、積算値
信号に1回転発生数に対する1回転設定数の比を逐次乗
算して修正積算値を出力する乗算手段とから構成する。
ここに、カウンタの計数容量は、1回転設定数における
設定可能な少数桁をaとした場合、1回転発生数の10
のa乗倍であることが望ましい。また、修正積算値にお
ける整数部を取り出し、その増減に対応した修正増分値
信号を出力する増分値形成手段を備えることが好まし
く、更にその修正増分値信号を積算し、修正絶対値を出
力する集計カウンタを備えると効果的である。そして、
1回転設定数を設定入力可能なスケール設定手段と、ス
ケール設定手段から入力される1回転設定数を基に上記
乗算手段の乗数を書込み設定する設定入力手段とを備え
ることが望ましい。
【0005】
【作用】かかる手段によれば、増分値信号の積算される
カウンタの計数容量が1回転発生数と1回転設定数にお
ける少数部の自然数に対する因数との積であるため、検
出器がこの因数分回転するまで検出器の増分値信号は積
算され、積算値信号が乗算器により、ちょうど検出器が
1回転すると1回転設定数だけ出力パルスが発生した場
合と同じ修正積算値が算出される。積算値がカウンタの
計数容量に達した時点では検出器の回転数は上記因数に
一致し、1回転設定数における少数部による修正積算値
の端数は解消されているので、何ら計算処理することな
く、原理的に無限回転数まで累積誤差の発生を回避でき
る。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明に係る実施例の概略ブロック図であ
り、インクリメンタル・パルスエンコーダ1から出力さ
れる2相パルス信号Aは、信号変換部2によりアップダ
ウンパルス信号Bに変換され、次段の計数カウンタ(ア
ップダウンカウンタ)3において積算される。計数カウ
ンタ3は積算値を示すバイナリ信号Cを出力し、このバ
イナリ信号CはEP−ROM4により演算値Sが乗算さ
れて修正信号Dとなり、パルス変換部5にて修正信号D
の増減に応じた修正2相パルス信号Eが出力される。こ
こで、EP−ROM4内に設定されている演算値Sは、
パルスエンコーダ1が1回転で発生するパルス数Kと、
ディジタルスイッチ6にて設定される設定値Yとの比Y
/Kである。パルスエンコーダ1の仕様により決定され
るパルス数Kに対して、1回転で取り出したいパルス数
を設定値Yとしてディジタルスイッチ6から入力する
と、演算装置7はS=Y/Kを計算してEP−ROM4
内に書込むようになっている。一端演算値Sが設定され
ると、バイナリ信号Cはリアルタイムで修正信号Dに変
換される。
【0007】上記実施例において、パルスエンコーダ1
が基準位置から現在位置まで回転したときに出力したパ
ルス数をX、パルスエンコーダ1の回転数をNとして、
その内部構成について以下に説明する。計数カウンタ3
が出力パルスを積算するのでバイナリ信号Cは絶対位置
に相当するパルス数KN+Xを表現する。そして、EP
−ROM4にてS=Y/Kが乗算されるので、修正信号
DはS・(KN+X)=(Y/K)・(KN+X)を表
象するものとなる。ここで、Yが整数部yと少数部aを
もつ数であるとき、計数カウンタ3の計数容量は、K・
T(a)に設定される。T(a)は、少数部aに乗算し
た場合に自然数nが得られる数すなわち、T(a)=n
/aである。例えば、a=0.02の場合、T(a)=
50,100,150,・・・であり、K=1000で
あれば、計数カウンタ3はその最大カウント数が500
00,100000,150000,・・・に設定され
る。計数カウンタ3の最大カウント数はディジタルスイ
ッチ6から入力された設定値Yが変更される毎に変更さ
れる構成としてもよいが、簡単には、ディジタルスイッ
チ6の少数部設定桁に対して必要充分な値に固定され
る。例えば、ディジタルスイッチ6の少数部設定桁が2
桁の場合には、100Kを計数容量、すなわち最大カウ
ント数としておけばよい。このように、一般にカウンタ
の計数容量を1回転パルス数に10の少数部設定桁数乗
をかけた値としておくと、如何なる設定値であっても本
発明の効果を奏することができる。
【0008】上記構成に基づく作用を、パルス数K=1
000、設定値Y=100.02とした場合を例にとっ
て、以下の表に基づき説明する。ここに、Xは検出器の
出力パルス数、Nは検出器の回転数、cはバイナリ信号
Cの表現値、dは修正信号Dの表現値、eは修正2相パ
ルス信号の累積数である。 X N c d e 0 0 0 0.0 0. 9 0 9 0.90018 0. 10 0 10 1.0002 1. 999 0 999 99.91998 99. 0 1 1000 100.02 100. 999 99 99999 10001.899 10001. 0 100 100000 10002.0 10002. 50 100 50 5.00100 10007. 999 100 999 99.91998 10101. 2 101 1002 100.22004 10102.
【0009】上表のに示すように、本実施例ではちょ
うど検出器から1回転で1000パルス出力されると、
修正信号Dの表現値は100.02となり、修正2相パ
ルス信号として100パルスが出力される。また、に
示すように、基準からちょうど100回転すると、計数
カウンタ3は100000をカウントし、修正信号Dの
表現値は10002.0となるので、修正2相パルス信
号として10002パルスが出力される。ここで、に
示すように、100回転を越えると、計数カウンタ3は
計数値を再び0に戻して積算を続けるが、に示す計数
値においては修正信号Dの表現値の少数部が0となって
いるため、上表における場合(Y=100.02)のよ
うに設定値Yが非整数の場合でも、例え回転数Nが非常
に大きくなろうと全く累積誤差が発生しない。しかもこ
の変換回路は、パルスの位相や周波数を制御するもので
はないため極めて簡単な構成で実現できる。また、ディ
ジタルスイッチ6、演算装置7及びEP−ROM4によ
り、設定値Yが任意に設定可能であるとともに、EP−
ROM4における変換は演算時間を必要としないので、
従来の累積誤差補正のように演算結果出力の遅延がな
く、所定間隔でのラッチ動作も不要であって、リアルタ
イムに修正位置信号を出力することができる。
【0010】ここで、上記実施例では増分値信号を出力
する位置検出器を用いたが、絶対値信号を出力する検出
器から増分値信号を生成して計数カウンタ3に導入して
もよい。また、設定値Yが固定値となっている場合には
ディジタルスイッチ6、演算装置7及びEP−ROM4
の組合せは不要であり、一般の乗算器で処理することも
できる。さらに、修正積算値は、パルス変換することな
くそのまま若しくは必要桁のみ抽出して出力信号として
もよく、パルスエンコーダ1に設けた近接スイッチ等の
回転数検出手段から回転数を取り出したり、計数カウン
タ3の循環周期に合致してパルス信号を発生させたりす
ることにより、修正された位置の絶対値信号を得ること
も可能である。
【0011】図2は、上記実施例と同様の構成ではある
が、より一般化及び具体化した実施例を示すブロック図
である。入力端子群11は所定ビットのディジタル入力
用であり、パルス出力のみを有するパルス発振器以外で
も、例えばシンクロ、レゾルバ等のアナログ信号をディ
ジタル変換器で変換したバイナリ信号やアブソリュート
形エンコーダの出力信号などに対応できるようになって
いる。入力端子11の最下位2ビットから信号生成部1
2で2相パルス信号a1が形成され、これが信号変換部
13でアップダウンパルス信号b1に変換される。この
アップタウンパルス信号b1は計数量カウンタ14で積
算され、積算値を示すバイナリ信号cが出力される。バ
イナリ信号cはROM15に入力され、上述の演算値S
が乗算されて修正信号dが出力される。この信号は信号
生成部16にて修正2相パルス信号a2に変換され、一
方はこれがそのまま出力端子群19の2相出力端子19
aに出力される。他方、修正2相パルス信号a2は信号
変換部17でアップダウンパルス信号b2に変換され、
BCDカウンタ18にて積算される。BCDカウンタ1
8は修正2相信号a2に基づく修正絶対値信号eをBC
D出力端子19bに出力する。
【0012】この実施例においては、少数部3桁を含む
8桁の設定入力を備えたディジタルスイッチ21と、R
OM15の乗数たる演算値Sを信号ラインS4を介して設
定又は変更するためのMPU22とを備えている。これ
らの動作は上記実施例と同様であるが、MPU22は信
号ラインS1,S2,S3を介してその内部メモリに、ディジタ
ル入力から直接導入されるアブソリュート信号、計数量
カウンタ14の積算値及びBCDカウンタ18の修正絶
対値などを記憶させることにより、基準位置設定の演算
処理を行ったり、停電時におけるバックアップデータの
保持を行ったりすることができる。なお、この構成にお
けるバイナリ信号の表現値、修正信号の表現値、及び修
正絶対値信号の累積数は上記表におけるc、d、及びe
に対応しているが、例えば本実施例のディジタル入力が
12ビットの場合、K=4096、計数量カウンタ14
の計数容量は1000K=4096000である。ここ
で、信号変換部分の構成は入力ビット数に無関係であ
り、入力ビットの変化に伴い計数量カウンタ14の計数
容量を変更できるように構成すれば、任意のディジタル
入力に対応できる。本実施例は、アブソリュート形及び
インクリメンタル形の双方の位置検出器にそのまま適応
可能であり、入力が回転位置の絶対値と増分値の何れで
あっても、修正絶対値信号及び修正2相パルス信号の双
方を出力端子19に出力することができる。そして、こ
れらの変換装置の構成は入力のビット数によらず常に同
一回路で構成できるので、上述のように簡易な構成にも
拘わらずきわめて汎用性の高いものである。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は検出器に
おける出力パルスの1回転発生数と、1回転設定数にお
ける少数部の自然数に対する因数との積を計数容量とす
るカウンタにより増分値信号を積算して積算値信号に逐
次変換するとともに、積算値信号に1回転発生数に対す
る1回転設定数の比を逐次乗算して修正積算値を算出
し、これに基づいて修正位置表示信号を得ることに特徴
を有するので、以下の効果を奏する。 入力された増分値信号の積算値がカウンタの計数容
量に達した時点では検出器の回転数は上記因数に一致
し、1回転設定数における少数部による修正積算値の端
数は解消されているので、何ら計算処理することなく、
原理的に無限回転数まで累積誤差の発生を回避できる。 スケール設定手段及び設定入力手段を設ける場合に
は、スケール設定手段により1回転設定数を任意に設定
できるとともに、この設定時に設定入力手段で乗算手段
に演算乗数を書込み設定することにより、高速で乗算処
理を行うことが可能となり、リアルタイムで修正位置表
示信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る位置検出信号の変換装置の実施例
の概略構成を示す概略ブロック図である。
【図2】汎用性の高い別の実施例の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1 パルスエンコーダ 2 信号変換部 3 計数カウンタ 4 EP−ROM 5 パルス変換部 6 ディジタルスイッチ 7 演算装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転位置検出器の出力から直接もしくは
    間接的に得られた位置に対応する増分値信号に基づい
    て、設定された位置スケールに変換された修正位置表示
    信号を得る回転位置検出信号の変換方法であって、 前記回転位置検出器の1回転分に対応する前記増分値信
    号の発生数を1回転発生数とし、前記回転位置検出器の
    1回転分に対応する前記位置スケールの数値を1回転設
    定数とした場合に、 前記1回転発生数と、前記1回転設定数における少数部
    の自然数に対する因数との積を計数容量とするカウンタ
    により、前記増分値信号を積算して積算値信号に逐次変
    換するとともに、該積算値信号に前記1回転発生数に対
    する前記1回転設定数の比を逐次乗算して修正積算値を
    算出し、該修正積算値に基づいて前記修正位置表示信号
    を得ることを特徴とする回転位置検出信号の変換方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記修正位置表示信
    号は、前記修正積算値の整数部の増減に基づいて形成し
    た修正増分値信号であることを特徴とする回転位置検出
    信号の変換方法。
  3. 【請求項3】 回転位置検出器の出力から直接もしくは
    間接的に得られた位置に対応する増分値信号に基づい
    て、設定された位置スケールに変換された修正位置表示
    信号を得る回転位置検出信号の変換装置であって、 前記回転位置検出器の1回転分に対応する前記増分値信
    号の発生数を1回転発生数とし、前記回転位置検出器の
    1回転分に対応する前記位置スケールの数値を1回転設
    定数とした場合に、 前記1回転発生数と、前記1回転設定数における少数部
    の自然数に対する因数との積を計数容量とし、前記増分
    値信号を積算して積算値信号に逐次変換するカウンタ
    と、該積算値信号に前記1回転発生数に対する前記1回
    転設定数の比を逐次乗算して修正積算値を出力する乗算
    手段と、を備えたことを特徴とする回転位置検出信号の
    変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記カウンタの計数
    容量は、前記1回転設定数における設定可能な少数桁を
    aとした場合、前記1回転発生数の10のa乗倍である
    ことを特徴とする回転位置検出信号の変換装置。
  5. 【請求項5】 請求項3において、前記修正積算値にお
    ける整数部を取り出し、その増減に対応した修正増分値
    信号を出力する増分値形成手段を備えたことを特徴とす
    る回転位置検出信号の変換装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、前記修正増分値信号
    を積算し、修正絶対値を出力する集計カウンタを備えて
    いることを特徴とする回転位置検出信号の変換装置。
  7. 【請求項7】 請求項3乃至請求項6の何れか1項にお
    いて、前記1回転設定数を設定入力可能なスケール設定
    手段と、該スケール設定手段から入力される前記1回転
    設定数を基に前記乗算手段の乗数を書込み設定する設定
    入力手段とを備えたことを特徴とする回転位置検出信号
    の変換装置。
JP27117292A 1992-09-14 1992-09-14 回転位置検出信号の変換方法及び変換装置 Pending JPH0694477A (ja)

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ID=17496349

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001116588A (ja) * 1999-10-19 2001-04-27 Kansai Komunetto:Kk インクリメント信号発生装置
WO2002058894A1 (fr) * 2001-01-23 2002-08-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Systeme transporteur
JP2007292652A (ja) * 2006-04-26 2007-11-08 Tamagawa Seiki Co Ltd サーボドライバにおけるa,b二相信号診断方法及び装置

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