JPH0757180A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
- Publication number
- JPH0757180A JPH0757180A JP22047993A JP22047993A JPH0757180A JP H0757180 A JPH0757180 A JP H0757180A JP 22047993 A JP22047993 A JP 22047993A JP 22047993 A JP22047993 A JP 22047993A JP H0757180 A JPH0757180 A JP H0757180A
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- JP
- Japan
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- sine wave
- sigma
- signal
- phase sine
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- Pending
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサ部と位置演算部とが場所的に分離して
いる位置検出装置において、ノイズの影響を受けないよ
うにする。 【構成】 センサ部3、4で検出した2相正弦波信号を
デルタ・シグマ変調手段23、24にてデルタ・シグマ
変調し、センサ部3、4と位置演算部のデジタル・フィ
ルタ回路25、26との間の信号を前記デルタ・シグマ
変調した信号で伝送する。デジタル・フィルタ回路2
5、26にて、前記2相正弦波信号の瞬時値を検出し、
その瞬時値から位置情報の下位桁部分である内挿位置を
演算する。
いる位置検出装置において、ノイズの影響を受けないよ
うにする。 【構成】 センサ部3、4で検出した2相正弦波信号を
デルタ・シグマ変調手段23、24にてデルタ・シグマ
変調し、センサ部3、4と位置演算部のデジタル・フィ
ルタ回路25、26との間の信号を前記デルタ・シグマ
変調した信号で伝送する。デジタル・フィルタ回路2
5、26にて、前記2相正弦波信号の瞬時値を検出し、
その瞬時値から位置情報の下位桁部分である内挿位置を
演算する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位置検出装置に関し、特
にセンサ部と位置演算部とが場所的に分離している位置
検出装置に関する。
にセンサ部と位置演算部とが場所的に分離している位置
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の位置検出装置の一例の構
成図を示したものである。ギア1は透磁材よりなり、回
転体である工作機械の主軸2に取付けられている。磁気
センサ3、4は永久磁石と磁気抵抗を有しており、ギア
1と所定の空隙を隔てて配置されている。磁気センサ
3、4から出力される信号Ea 、Eb は、ギア1の回転
位置に応じた正弦波信号で、互いに90度の位相差を有
する数1及び数2で表される2相正弦波信号となる。
成図を示したものである。ギア1は透磁材よりなり、回
転体である工作機械の主軸2に取付けられている。磁気
センサ3、4は永久磁石と磁気抵抗を有しており、ギア
1と所定の空隙を隔てて配置されている。磁気センサ
3、4から出力される信号Ea 、Eb は、ギア1の回転
位置に応じた正弦波信号で、互いに90度の位相差を有
する数1及び数2で表される2相正弦波信号となる。
【数1】Ea =V×SIN(x)+Voff
【数2】Eb =V×COS(x)+Voff パルス化回路5、6に送出された2相正弦波信号Ea 、
Eb は所定のレベルVoff と比較されてパルス信号化さ
れる。UPーDOWNパルスカウンター7に送出された
2相パルス信号は計数され、位置情報の上位桁部分が検
出される。サンプル・アンド・ホールド回路8、9によ
り2相正弦波信号Ea 、Eb の瞬時値が検出され、アナ
ログ・デジタル変換回路10、11に送出された瞬時値
はデジタル信号化されて、マイクロコンピュータに送出
される。このマイクロコンピュータでは内挿位置演算手
段13及び内挿位置と上位桁情報との合成手段14の各
処理を実現する。図6は、この各処理のブロック図を示
したものである。内挿位置演算手段13は、瞬時値のデ
ジタル信号Sa 、Sb から次のステップ1、2を行なう
ことにより、ギア1の一歯内の位置である内挿位置xを
演算する。
Eb は所定のレベルVoff と比較されてパルス信号化さ
れる。UPーDOWNパルスカウンター7に送出された
2相パルス信号は計数され、位置情報の上位桁部分が検
出される。サンプル・アンド・ホールド回路8、9によ
り2相正弦波信号Ea 、Eb の瞬時値が検出され、アナ
ログ・デジタル変換回路10、11に送出された瞬時値
はデジタル信号化されて、マイクロコンピュータに送出
される。このマイクロコンピュータでは内挿位置演算手
段13及び内挿位置と上位桁情報との合成手段14の各
処理を実現する。図6は、この各処理のブロック図を示
したものである。内挿位置演算手段13は、瞬時値のデ
ジタル信号Sa 、Sb から次のステップ1、2を行なう
ことにより、ギア1の一歯内の位置である内挿位置xを
演算する。
【0003】ステップ1・・・直流成分の除去
【数3】Sa ーVoff
【数4】Sb ーVoff ステップ2・・・内挿位置xの算出
【数5】x=ARCTAN(V×SIN(x)/V×C
OS(x))=ARCTAN((Sa ーVoff )/(S
b ーVoff )) そして、この内挿位置xとUPーDOWNパルスカウン
ター7の出力である上位桁情報とが合成手段14により
合成され、主軸2の高精度な回転位置が検出される。
OS(x))=ARCTAN((Sa ーVoff )/(S
b ーVoff )) そして、この内挿位置xとUPーDOWNパルスカウン
ター7の出力である上位桁情報とが合成手段14により
合成され、主軸2の高精度な回転位置が検出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記位置検出装置にお
いては、通常、ギア1及び磁気センサ3、4(センサ
部)とそれら以外の部分(位置演算部)は、同じ場所に
はなく、磁気センサと位置演算部との間は、10m程度
のケーブルにて接続されているので、ノイズが混入する
場合がある。特に、主軸モータとそのインバータ装置と
を接続するケーブルがこの2相正弦波信号を伝送するケ
ーブルの近くに配線される場合があり、この場合インバ
ータ装置等からのノイズが混入し易くなる。
いては、通常、ギア1及び磁気センサ3、4(センサ
部)とそれら以外の部分(位置演算部)は、同じ場所に
はなく、磁気センサと位置演算部との間は、10m程度
のケーブルにて接続されているので、ノイズが混入する
場合がある。特に、主軸モータとそのインバータ装置と
を接続するケーブルがこの2相正弦波信号を伝送するケ
ーブルの近くに配線される場合があり、この場合インバ
ータ装置等からのノイズが混入し易くなる。
【0005】さらに、上述したギア1の一歯内の位置
(内挿位置)を検出する場合、その内挿位置の検出精度
をギア1の一歯の数百分の一程度に保つには、サンプル
・アンド・ホールド回路8、9の入力電圧の変動を数十
mV以下にする必要がある。従って、サンプル・アンド
・ホールド回路8、9のホールド・タイミング時に、ノ
イズが混入してしまうと、もはや、正確な内挿位置検出
ができなくなってしまう。よって、本装置を旋盤の主軸
に適用して、いわゆる創成加工等を行なう場合には、こ
のようなノイズにより誤検出をすると、加工物の表面に
スジ目が生じ、加工物の見栄えが非常に悪くなってしま
うという問題点があった。本発明は上述した事情からな
されたものであり、本発明の目的は、ノイズの影響を受
けにくい位置検出装置を提供することにある。
(内挿位置)を検出する場合、その内挿位置の検出精度
をギア1の一歯の数百分の一程度に保つには、サンプル
・アンド・ホールド回路8、9の入力電圧の変動を数十
mV以下にする必要がある。従って、サンプル・アンド
・ホールド回路8、9のホールド・タイミング時に、ノ
イズが混入してしまうと、もはや、正確な内挿位置検出
ができなくなってしまう。よって、本装置を旋盤の主軸
に適用して、いわゆる創成加工等を行なう場合には、こ
のようなノイズにより誤検出をすると、加工物の表面に
スジ目が生じ、加工物の見栄えが非常に悪くなってしま
うという問題点があった。本発明は上述した事情からな
されたものであり、本発明の目的は、ノイズの影響を受
けにくい位置検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、被検出体に取
付けられた周期的形状に応じて、互いに90度の位相差
を有する2相正弦波信号を検出するセンサ部と、この正
弦波の波数の計数値から位置情報の上位桁部分を検出
し、かつ、この2相正弦波信号の瞬時値の逆三角関数変
換から位置情報の下位桁部分を検出する位置演算部とが
分離配置されている位置検出装置に関するものであり、
本発明の上記目的は、前記2相正弦波信号をデルタ・シ
グマ変調するデルタ・シグマ変調手段と、このデルタ・
シグマ変調信号を復調して前記2相正弦波信号の瞬時値
を検出するデジタル・フィルタと、前記デルタ・シグマ
変調手段と前記デジタル・フィルタとの間の信号を伝送
する伝送手段とを具備することによって達成される。
付けられた周期的形状に応じて、互いに90度の位相差
を有する2相正弦波信号を検出するセンサ部と、この正
弦波の波数の計数値から位置情報の上位桁部分を検出
し、かつ、この2相正弦波信号の瞬時値の逆三角関数変
換から位置情報の下位桁部分を検出する位置演算部とが
分離配置されている位置検出装置に関するものであり、
本発明の上記目的は、前記2相正弦波信号をデルタ・シ
グマ変調するデルタ・シグマ変調手段と、このデルタ・
シグマ変調信号を復調して前記2相正弦波信号の瞬時値
を検出するデジタル・フィルタと、前記デルタ・シグマ
変調手段と前記デジタル・フィルタとの間の信号を伝送
する伝送手段とを具備することによって達成される。
【0007】
【作用】本発明にあっては、センサ部からの2相正弦波
信号をデルタ・シグマ変調手段にてデルタ・シグマ変調
して、このデルタ・シグマ変調信号を伝送手段にてデジ
タル・フィルタに伝送し、デジタル・フィルタにて2相
正弦波信号の瞬時値を検出する。そして、この瞬時値か
ら内挿位置を演算する。
信号をデルタ・シグマ変調手段にてデルタ・シグマ変調
して、このデルタ・シグマ変調信号を伝送手段にてデジ
タル・フィルタに伝送し、デジタル・フィルタにて2相
正弦波信号の瞬時値を検出する。そして、この瞬時値か
ら内挿位置を演算する。
【0008】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を具体的
に説明する。図1は、本発明の位置検出装置の一例を示
す概略構成図であり、図2は、図1のCPU等による位
置演算部の機能をブロック図化したものである。ここで
ギア1、磁気センサ3、4、パルス化回路5、6、UP
ーDOWNパルスカウンター7は従来例で述べたものと
同一であり、位置情報の上位桁部分の検出方法は従来例
と同じなので説明を省略する。本実施例では、センサ部
分と位置演算部分との間の信号は、従来例の2相正弦波
信号以外に、それらのデルタ・シグマ変調した信号も伝
達される。つまり、磁気センサ3、4の出力は、デルタ
・シグマ変調手段23、24にてデルタ・シグマ変調さ
れ、そして、伝送手段であるケーブル22を通して位置
演算部のデルタ・シグマ復調手段であるデジタル・フィ
ルタ回路25、26に入力される。このようにデルタ・
シグマ復調手段をデジタル・フィルタにて構成すること
により、CPU12が容易に瞬時値を検出できる。な
お、瞬時値検出後の内挿位置演算手段13、上位桁情報
との合成手段14は、従来例と同じなので説明は省略す
る。
に説明する。図1は、本発明の位置検出装置の一例を示
す概略構成図であり、図2は、図1のCPU等による位
置演算部の機能をブロック図化したものである。ここで
ギア1、磁気センサ3、4、パルス化回路5、6、UP
ーDOWNパルスカウンター7は従来例で述べたものと
同一であり、位置情報の上位桁部分の検出方法は従来例
と同じなので説明を省略する。本実施例では、センサ部
分と位置演算部分との間の信号は、従来例の2相正弦波
信号以外に、それらのデルタ・シグマ変調した信号も伝
達される。つまり、磁気センサ3、4の出力は、デルタ
・シグマ変調手段23、24にてデルタ・シグマ変調さ
れ、そして、伝送手段であるケーブル22を通して位置
演算部のデルタ・シグマ復調手段であるデジタル・フィ
ルタ回路25、26に入力される。このようにデルタ・
シグマ復調手段をデジタル・フィルタにて構成すること
により、CPU12が容易に瞬時値を検出できる。な
お、瞬時値検出後の内挿位置演算手段13、上位桁情報
との合成手段14は、従来例と同じなので説明は省略す
る。
【0009】図3は、デルタ・シグマ変調手段23、2
4の具体的な回路構成の一例を示した図である。差動増
幅器は、入力信号(ーVから+V)と1ビットD/Aと
の出力との差分を増幅して出力する。積分器は、差動増
幅器の出力を積分する。比較器は、積分器の出力とグラ
ンドレベルとを比較して2値化した信号を出力する。1
ビットD/Aは、比較器の出力に応じた電圧(ーV又は
+V)を出力する。そして、前記比較器から出力される
2値化された信号が、最終的なデルタ・シグマ変調され
た信号となる。例えば、入力ー1Vから+1Vに対し
て、今0.6Vが入力されているとすると、この時の各
部の信号は、図3下段のようになる。従って、デルタ・
シグマ変調された信号は、1Vが4クロック連続し、そ
の後ー1Vが1クロック続くという波形を繰り返す。従
って、復調器でこの出力の平均をとると、入力の0.6
Vを得ることができる。
4の具体的な回路構成の一例を示した図である。差動増
幅器は、入力信号(ーVから+V)と1ビットD/Aと
の出力との差分を増幅して出力する。積分器は、差動増
幅器の出力を積分する。比較器は、積分器の出力とグラ
ンドレベルとを比較して2値化した信号を出力する。1
ビットD/Aは、比較器の出力に応じた電圧(ーV又は
+V)を出力する。そして、前記比較器から出力される
2値化された信号が、最終的なデルタ・シグマ変調され
た信号となる。例えば、入力ー1Vから+1Vに対し
て、今0.6Vが入力されているとすると、この時の各
部の信号は、図3下段のようになる。従って、デルタ・
シグマ変調された信号は、1Vが4クロック連続し、そ
の後ー1Vが1クロック続くという波形を繰り返す。従
って、復調器でこの出力の平均をとると、入力の0.6
Vを得ることができる。
【0010】図4は、デルタ・シグマ変調信号にノイズ
が混入しても、デジタル・フィルタ回路25、26に
て、そのノイズをカットできることを示した図である。
今、入力として、ある周波数の正弦波が入力されている
とすると、この時の周波数特性は(a)のようになる。
この信号が図3のデルタ・シグマ変調手段23、24に
てデルタ・シグマ変調された時の周波数特性は、(b)
のようになる。そして、ノイズが混入すると、一般にノ
イズの周波数は信号の周波数より高いので、全体の周波
数特性は、(c)のようになる。そこで、(d)のよう
な特性を有するデジタル・フィルタ回路25、26を通
すことにより、デジタル・フィルタ回路25、26から
の出力はほぼ入力信号と同じ周波数特性を持ったもの
(e)となり、ノイズの影響をほとんど受けない。
が混入しても、デジタル・フィルタ回路25、26に
て、そのノイズをカットできることを示した図である。
今、入力として、ある周波数の正弦波が入力されている
とすると、この時の周波数特性は(a)のようになる。
この信号が図3のデルタ・シグマ変調手段23、24に
てデルタ・シグマ変調された時の周波数特性は、(b)
のようになる。そして、ノイズが混入すると、一般にノ
イズの周波数は信号の周波数より高いので、全体の周波
数特性は、(c)のようになる。そこで、(d)のよう
な特性を有するデジタル・フィルタ回路25、26を通
すことにより、デジタル・フィルタ回路25、26から
の出力はほぼ入力信号と同じ周波数特性を持ったもの
(e)となり、ノイズの影響をほとんど受けない。
【0011】なお、上述の実施例においては、センサ部
として透磁材よりなるギアと磁気センサとから2相正弦
波信号を検出する場合を説明したが、本発明は、これに
限られるものではなく、2相正弦波信号を検出するセン
サを有するものであれば他の方式、例えば、光学式等の
場合でもよい。また、デルタ・シグマ変調回路としては
図3の回路に限るものではなく、他のデルタ・シグマ変
調回路を用いてもよい。
として透磁材よりなるギアと磁気センサとから2相正弦
波信号を検出する場合を説明したが、本発明は、これに
限られるものではなく、2相正弦波信号を検出するセン
サを有するものであれば他の方式、例えば、光学式等の
場合でもよい。また、デルタ・シグマ変調回路としては
図3の回路に限るものではなく、他のデルタ・シグマ変
調回路を用いてもよい。
【0012】
【発明の効果】以上のように本発明の位置検出装置によ
れば、センサ部と位置演算部との間の信号をデルタ・シ
グマ変調した信号で伝達することにしたので、ノイズに
よる誤検出をなくすることができ、常に、正確な位置検
出をすることができる。
れば、センサ部と位置演算部との間の信号をデルタ・シ
グマ変調した信号で伝達することにしたので、ノイズに
よる誤検出をなくすることができ、常に、正確な位置検
出をすることができる。
【図1】本発明の位置検出装置の一例を示す概略構成図
である。
である。
【図2】本発明装置の位置演算部の機能を示すブロック
図である。
図である。
【図3】本発明装置のデルタ・シグマ変調の回路を説明
するための図である。
するための図である。
【図4】本発明装置の信号の周波数特性を説明するため
の図である。
の図である。
【図5】従来の位置検出装置の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図6】従来装置の位置演算部の機能を示すブロック図
である。
である。
1 ギア 2 主軸 3、4 磁気センサ 5、6 パルス化回路 7 UPーDOWNパルス・カウンター 8、9 サンプル・アンド・ホールド回路 10、11 アナログ・デジタル変換回路 20、21、22 伝送ケーブル 23、24 デルタ・シグマ変調手段 25、26 デジタル・フィルタ回路
Claims (1)
- 【請求項1】被検出体の周期的形状に応じて、互いに9
0度の位相差を有する2相正弦波信号を検出するセンサ
部と、この2相正弦波信号の波数の計数値から位置情報
の上位桁部分を検出し、かつ、この2相正弦波信号の瞬
時値の逆三角関数変換から前記位置情報の下位桁部分を
検出する位置演算部とが分離配置されている位置検出装
置において、 前記2相正弦波信号をデルタ・シグマ変調するデルタ・
シグマ変調手段と、 このデルタ・シグマ変調手段からの信号を復調して前記
2相正弦波信号の瞬時値を検出するデジタル・フィルタ
と、 前記デルタ・シグマ変調手段と前記デジタル・フィルタ
回路との間の信号を伝送する伝送手段とを具備すること
を特徴とする位置検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22047993A JPH0757180A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22047993A JPH0757180A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 位置検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0757180A true JPH0757180A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16751742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22047993A Pending JPH0757180A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0757180A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0724137A1 (en) * | 1995-01-30 | 1996-07-31 | Sony Magnescale, Inc. | Interpolation device |
JP2002000598A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-08 | Toshiba Corp | X線コンピュータ断層撮影装置 |
JP2006170628A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 回転角度検出システム |
JP2012225723A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気−デジタル変換器、回転センサ及び回転角センサ |
JP2012253887A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Sodick Co Ltd | 位置検出装置 |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP22047993A patent/JPH0757180A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0724137A1 (en) * | 1995-01-30 | 1996-07-31 | Sony Magnescale, Inc. | Interpolation device |
JP2002000598A (ja) * | 2000-06-22 | 2002-01-08 | Toshiba Corp | X線コンピュータ断層撮影装置 |
JP4686009B2 (ja) * | 2000-06-22 | 2011-05-18 | 株式会社東芝 | X線コンピュータ断層撮影装置 |
JP2006170628A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | 回転角度検出システム |
JP4583153B2 (ja) * | 2004-12-13 | 2010-11-17 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 回転角度検出システム |
JP2012225723A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気−デジタル変換器、回転センサ及び回転角センサ |
JP2012253887A (ja) * | 2011-06-02 | 2012-12-20 | Sodick Co Ltd | 位置検出装置 |
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