JPH08233606A - 位置検出装置 - Google Patents

位置検出装置

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JPH08233606A
JPH08233606A JP7039920A JP3992095A JPH08233606A JP H08233606 A JPH08233606 A JP H08233606A JP 7039920 A JP7039920 A JP 7039920A JP 3992095 A JP3992095 A JP 3992095A JP H08233606 A JPH08233606 A JP H08233606A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板の加工精度を上げることなく、また変位
を決定するクロックの周波数を上げることなく、精度向
上を図り得る位置検出装置を提供すること。 【構成】 スライダ部から電磁誘導され検出される検出
信号を増幅し且つ矩形波に変換する変位信号出力回路1
と、この変位信号出力回路1からの出力信号bと前記ス
ケール部からの交流信号成分対応のクロック信号cとを
比較してその位相差を検出する位相差検出回路3と、こ
の位相差検出回路3で検出された位相差dを補間パルス
eによりディジタル量的変位デ−タを決定する補間パル
スカウンタ4とを備えている。そして、この補間パルス
カウンタ4の出力段に、当該補間パルスカウンタ4にて
順次演算される複数回分のディジタル量的変位fの平均
値を算出し出力する平均化回路5を装備したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位置検出装置に係り、
とくに、電磁誘導方式によって変位量を検出する変位セ
ンサに用いるインダクトシンセンサとしての位置検出装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】インダクトシンセンサは、一般に、一方
の面に平面的なコイルが設けられた基板からなるスケー
ル部とこれに対向してスライド自在に配設されたスライ
ダ部とを備えている。そして、これらスケール部とスラ
イダ部とをそれぞれのコイルの設けられた面を対向させ
て、電磁誘導方式により、変位量を検出するものである
(例えば実開平4−11421号公報参照)。この場
合、スケール部は、センサ本体として被取付装置に固定
され、スライダ部は被取付装置の検出対象に固定される
と共に、スケール部に対向して位置が変わる。そして、
スケール部のコイルに交流電流を流して、スライダ部の
コイルに誘導される電圧により、検出対象の変位量を検
出するようになっている。
【0003】ここで、このインダクトシン基板を制御す
る方法について説明すると、まず、インダクトシン基板
の動作制御に際しては、図3に示すように、スケール部
のインダクトシンセンサから電磁誘導されたスライダ部
の交流成分を検出信号増幅回路51により増幅し、これ
をコンパレータ52を通して矩形波にする。次に、この
スライダ部から得られる信号にかかる矩形波と、前述し
たスケール部のインダクトシンセンサから得られる交流
成分を作った時のクロックとを、位相差検出回路53を
もって位相差検出を行い、この位相差を、補間パルスカ
ウンタ54に入る補間パルス(高速クロック)により位
相差のディジタル的な測定を行い、補間パルスの数によ
ってディジタル量的変位を決定するようになっている。
符号55はラッチ回路を示す。
【0004】このように、上記従来例では、一つの位置
情報を一つの位置データとして使用している。このた
め、インダクトシンセンサの検出精度をあげるために
は、インダクトシン基板自体の精度を上げるか、ディジ
タル量的変位を決定するクロックの周波数を速くするこ
とが必要とされていた。
【0005】インダクトシンセンサ基板の精度を上げる
技術については、例えば、特願平1−096961号公
報ではスケール部のインダクトシン基板上に交互に配置
されるコイルパターンのパス数をそれぞれ二往復以上に
し、ことによりインダクトシンセンサの精度を高めてい
るものが開示されている。また、特願平1−09275
5号では、インダクトシン基板の四角形の隅部を曲線状
に形成することにより、隅部の剥離を防止し、インダク
トシン基板の堅牢性,および耐久性を増大することによ
って歪みなどによる精度低下を防止する、等の工夫が成
されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インダ
クトシン基板自体の精度を上げるための上記手法として
クロック周波数を上げるには限界がある。また、基板自
体の加工によるものは精度向上を図るのに長年の感や熟
練等を要する等の不都合があり、作業性が悪いという欠
点がある。クロック周波数を上げる方法は、回路的に考
えても周囲への雑音を考慮すると、好ましくないとされ
ている。
【0007】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくにインダクトシン基板自体の加工精度を
上げることなく、また変位を決定するクロックの周波数
を上げることなく、インダクトシンセンサの精度向上を
図り得る位置検出装置を提供することを、その目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、一方の面に平面的なコイルが設けられた基板からな
るスケール部と,これに対向する面に所定の平面的なコ
イルが設けられた基板からなるスライダ部とを備え、こ
のスケール部とスライダ部の相対的位置を電磁的に検出
する位置検出装置において、スライダ部から電磁誘導さ
れ検出される検出信号を増幅し且つ矩形波に変換する変
位信号出力回路と、この変位信号出力回路からの出力信
号と前記スケール部からの交流信号成分対応のクロック
信号とを比較してその位相差を検出する位相差検出回路
と、この位相差検出回路で検出された位相差を補間パル
スによりディジタル量的変位デ−タを決定する補間パル
スカウンタとを備えている。また、この補間パルスカウ
ンタの出力段に、当該補間パルスカウンタにて順次演算
される複数回分のディジタル量的変位の平均値を算出し
出力する平均化回路を装備する、という構成を採ってい
る。
【0009】請求項2記載の発明では、前述した平均化
回路が、ディジタル量的変位データを測定毎に入力し加
算する全加算器と、この全加算器で加算されたディジタ
ル量的変位データを測定回数で平均化する除算器とを備
えている、という構成を採っている。
【0010】請求項3記載の発明では、前述した平均化
回路が、入力デ−タ等を一時的に記憶するバッファを備
えている、という構成を採っている。これによって前述
した目的を達成しようとするものである。
【0011】
【作 用】前述したスケール部のインダクトシンセンサ
から電磁誘導したスライダ部のインダクトシンセンサの
交流成分は、検出信号増幅回路1Aにより増幅され、コ
ンパレータ1Bにて矩形波に変換される。次に、このス
ライダ部のインダクトシンセンサから得られる矩形波b
と、スケール部のインダクトシンセンサの交流成分を作
った時のクロックcとを、位相差検出回路3により位相
差検出を行い、この位相差dを補間パルスカウンタ4に
入る補間パルスeにより(高速クロック)位相差のディ
ジタル的な測定を行い、補間パルスeの数によりディジ
タル量的変位fが決定される。
【0012】次に、このディジタル量的変位fが、平均
化回路5によって平均化され制御デ−タとして出力され
る。
【0013】全加算器10に入ってくるディジタルデー
タは、設定した測定回数分だけ加算される。設定した測
定回数の加算が終了すると、その後、このデータは除算
器20にて測定回数で除算され、平均化された制御デー
タとして出力される。この場合、除算器20における除
算は、ソフトウエア等により実行してもよい。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図1乃至図2に
基づいて説明する。
【0015】この図1乃至図2に示す実施例では、前述
した従来例の場合と同様に、一方の面に平面的なコイル
が設けられた基板からなるスケール部と,これに対向す
る面に所定の平面的なコイルが設けられた基板からなる
スライダ部とを備え、このスケール部とスライダ部の相
対的位置を電磁的に検出し得るようになっている(図示
略)。
【0016】また、スライダ部から電磁誘導され検出さ
れる検出信号aを増幅し且つ矩形波に変換する変位信号
出力回路1と、この変位信号出力回路1からの出力信号
bと前述したスケール部からの交流信号成分対応のクロ
ック信号cとを比較してその位相差dを検出する位相差
検出回路3と、この位相差検出回路3に検出された位相
差情報を補間パルスeによりディジタル量的変位デ−タ
を決定する補間パルスカウンタ4とを備えている。ここ
で、変位信号出力回路1は、検出信号増幅回路1Aと該
検出信号増幅回路1Aの出力を矩形波に変換するコンパ
レータ1Bとにより構成されている。
【0017】補間パルスカウンタ4の出力段には、当該
補間パルスカウンタ4にて順次演算される複数回分のデ
ィジタル量的変位につき,その平均値を算出し出力する
平均化回路5が装備されている。
【0018】この平均化回路5は、前述したディジタル
量的変位データを測定毎に入力し加算する全加算器10
と、この全加算器10で加算されたディジタル量的変位
データを測定回数で平均化する除算器20とを備えてい
る。
【0019】これを更に詳述する。前述したスケール部
のインダクトシンセンサから電磁誘導したスライダ部の
インダクトシンセンサの交流成分は、検出信号増幅回路
1Aにより増幅され、コンパレータ1Bにて矩形波に変
換される。次に、このスライダ部のインダクトシンセン
サから得られる矩形波bと、スケール部のインダクトシ
ンセンサの交流成分を作った時のクロックcとを、位相
差検出回路3により位相差検出を行い、この位相差dを
補間パルスカウンタ4に入る補間パルスeにより(高速
クロック)位相差のディジタル的な測定を行い、補間パ
ルスeの数によりディジタル量的変位fを決定する。
【0020】そこで、次に、このディジタル量的変位f
を平均化回路5により平均化する。図2に、平均化回路
5の一例を示す。
【0021】この図2において、まず最初に入力段に設
けられたバッファ回路10Aを介して全加算器10に入
ってきたディジタルデータは、そのままラッチ回路12
にラッチされる。次に入ってきたディジタルデータは、
前にラッチ回路12にラッチされていた最初のディジタ
ルデータに、全加算器10によって加算され、この加算
されたディジタルデータが再びラッチ回路12にラッチ
される。
【0022】続いて、三番目に入ってきたディジタルデ
ータは、前にラッチ回路12でラッチされていた最初と
その次のディジタルデータの合計に対して全加算器10
によって更に加算され、再びラッチ回路12にラッチさ
れる。
【0023】このように、次々と全加算器10に入って
くるディジタルデータは、設定した測定回数分だけ加算
される。このときラッチ回路12がラッチするタイミン
グは、一回の測定が終わった時にラッチするように、そ
のタイミングが設定されている。つまり、次の新しいデ
ィジタルデータが加算されたものを、次々とラッチする
ように機能する。
【0024】また、設定した測定回数の加算が終了する
と、ラッチ回路12はクリアされ、次の段に設けられた
別のラッチ回路13に測定回数分加算されたデータがラ
ッチされる。そして、このデータを除算器20にて測定
回数で除算され、平均化された制御データとして出力さ
れる。符号20Aは除算器20の入力段に装備されたバ
ッファを示す。また、除算器20における除算は、ソフ
トウエア等により実行してもよい。
【0025】以上のように構成することにより、インダ
クトシンセンサによる複数回の測定を平均したものを一
つの位置データとして使用できるようになり、これによ
って、とくにインダクトシン基板自体の加工精度を上げ
ることなく、また、変位を決定するクロックの周波数を
上げることなく、インダクトシンセンサの精度向上を図
る事が可能となり、また安定した制御データを出力する
ことが可能となり、かかる点において装置全体に信頼性
向上を図ることができるという利点がある。
【0026】また、本実施例では、ハードウエア的なも
のを述べているが、これがすべてソフトウエアでデータ
処理してもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、インダクトシンセンサによる複数
回の測定を平均したものを一つの位置データとして使用
し得るようにしたので、前述した従来例のようにインダ
クトシン基板自体の加工精度を上げることなく、また、
変位を決定するクロックの周波数を上げることなく、イ
ンダクトシンセンサの精度向上を図ることが可能とな
り、また安定した制御データを出力することが可能とな
り、かかる点において装置全体に信頼性向上を図ること
ができるという従来にない優れた位置検出装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるインダクトシンセン
サの制御回路部分を示すブロック図である。
【図2】図1内に開示した平均化回路部分の一例を示す
ブロック図である。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 変位信号出力回路 3 位相差検出回路 4 補間パルスカウンタ 5 平均化回路 10 全加算器 12,13 ラッチ回路 20 除算器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の面に平面的なコイルが設けられた
    基板からなるスケール部と,これに対向する面に所定の
    平面的なコイルが設けられた基板からなるスライダ部と
    を備え、このスケール部とスライダ部の相対的位置を電
    磁的に検出する位置検出装置において、 前記スライダ部から電磁誘導され検出される検出信号を
    増幅し且つ矩形波に変換する変位信号出力回路と、この
    変位信号出力回路からの出力信号と前記スケール部から
    の交流信号成分対応のクロック信号とを比較してその位
    相差を検出する位相差検出回路と、この位相差検出回路
    で検出された位相差を補間パルスによりディジタル量的
    変位デ−タを決定する補間パルスカウンタとを備え、 この補間パルスカウンタの出力段に、当該補間パルスカ
    ウンタにて順次演算される複数回分のディジタル量的変
    位の平均値を算出し出力する平均化回路を装備したこと
    を特徴とする位置検出装置。
  2. 【請求項2】 前記平均化回路が、前記ディジタル量的
    変位データを測定毎に入力し加算する全加算器と、この
    全加算器で加算されたディジタル量的変位データを測定
    回数で平均化する除算器とを備えていることを特徴とし
    た請求項1記載の位置検出装置。
  3. 【請求項3】 前記平均化回路が、入力デ−タ等を一時
    的に記憶するバッファを備えていることを特徴とした請
    求項2記載の位置検出装置。
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CN105917195A (zh) * 2014-01-31 2016-08-31 松下知识产权经营株式会社 位置传感器

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