JPH09273943A - Multi rotation absolute encoder - Google Patents

Multi rotation absolute encoder

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Publication number
JPH09273943A
JPH09273943A JP8110329A JP11032996A JPH09273943A JP H09273943 A JPH09273943 A JP H09273943A JP 8110329 A JP8110329 A JP 8110329A JP 11032996 A JP11032996 A JP 11032996A JP H09273943 A JPH09273943 A JP H09273943A
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JP
Japan
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rotation
signal
main power
power supply
absolute position
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8110329A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takiguchi
浩志 瀧口
Yoshiji Takahashi
喜二 高橋
Yuji Yamazaki
雄二 山▲崎▼
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an absolute position at low cost highly accurately, back up for a long time when a main power source is turned OFF and reduce maintenance costs. SOLUTION: The multi rotation absolute encoder is provided with a detecting part 2 which has magnetic sensors 20A, 20B outputting signals corresponding to a revolution number of a body to be detected and operational amplifiers 21A, 21B are outputted signals RA, RB of two phases, a counter part 14 outputting multi rotation signals based on the RA, RB, a backup power source 12 for driving the detecting part 2 and counter part 14, and a detecting part 3 for detecting an absolute position in one rotation. The multi rotation signal is obtained even when a main power source is turned OFF. The encoder is also provided with control means 50, 60 for controlling the operational amplifiers so that a current flowing to control terminals 21a, 21b of the operational amplifiers is increased when the main power source is ON and decreased when the main power source is OFF. Accordingly, the operational amplifiers operate with a high response characteristic when the main power source is ON, and consume less power when the main power source is OFF.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、主電源のオフ時
でも多回転信号が得られる多回転アブソリュート・エン
コーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-rotation absolute encoder that can obtain a multi-rotation signal even when the main power supply is off.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の多回転アブソリュート・
エンコーダとしては、例えば図6に示すものが知られて
いる。このエンコーダは、主電源110と、主電源11
0のオン時に充電され、ドライブ電源130を作るバッ
クアップ電源120と、被検出体(例えば磁石円盤)の
回転数に応じた2相の信号(互いに90°位相のずれた
2つの矩形波状の信号RA、RB)を出力する多回転検
出部140とを備える。さらに、エンコーダは、主電源
110の投入時又は要求信号入力時に被検出体の1回転
内の絶対位置を検出し、絶対位置の信号ABSを出力す
るアブソリュート検出部150と、絶対位置からの移動
量を検出し、移動量の信号INCを出力するインクリメ
ンタル検出部160と、カウンタ部170と、信号処理
部180とを備える。カウンタ部170は、信号RA、
RBに基づき被検出体の回転数を計数し、回転数を表す
多回転信号(バイナリデータ)を出力する。信号処理部
180は、絶対位置の信号ABS及び移動量の信号IN
Cにそれぞれ基づき、1回転内の絶対位置を表わすアブ
ソリュート信号(ABS信号)及び絶対位置からの移動
量を表わすインクリメンタル信号(INC信号)を出力
する。アブソリュート信号(ABS信号)とインクリン
ンタル信号(INC信号)とにより、1回転内絶対位置
を表わす信号(例えば1回転を2048分割した場合に
は0から2047を表わすバイナリデータ)が得られ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of multi-turn absolute
As the encoder, for example, the one shown in FIG. 6 is known. This encoder has a main power supply 110 and a main power supply 11
A backup power supply 120 that is charged when the power is turned on to generate a drive power supply 130, and a two-phase signal (two rectangular-wave signals RA that are 90 ° out of phase with each other according to the number of revolutions of the detection target (for example, a magnet disk)). , RB) is output. Further, the encoder detects the absolute position of the detected object within one rotation when the main power supply 110 is turned on or the request signal is input, and outputs the absolute position signal ABS and the absolute detection unit 150, and the amount of movement from the absolute position. Is detected and an incremental amount detection signal INC is output, an incremental detection unit 160, a counter unit 170, and a signal processing unit 180. The counter section 170 receives the signal RA,
The number of rotations of the detected object is counted based on RB, and a multi-rotation signal (binary data) representing the number of rotations is output. The signal processing unit 180 uses the absolute position signal ABS and the movement amount signal IN.
Based on C respectively, an absolute signal (ABS signal) indicating the absolute position within one rotation and an incremental signal (INC signal) indicating the movement amount from the absolute position are output. A signal representing the absolute position within one rotation (for example, binary data representing 0 to 2047 when one rotation is divided into 2048) is obtained from the absolute signal (ABS signal) and the incremental signal (INC signal).

【0003】多回転検出部140及びカウンタ部170
は、ドライブ電源130により常時駆動される。一方、
アブソリュート検出部150、インクリメンタル検出部
160及び信号処理部180は、主電源1により駆動さ
れる。
Multi-rotation detector 140 and counter 170
Are constantly driven by the drive power supply 130. on the other hand,
The absolute detector 150, the incremental detector 160, and the signal processor 180 are driven by the main power supply 1.

【0004】多回転検出部140は、互いに90°位相
がずれ、被検出体の回転数に応じた正弦波状の信号をそ
れぞれ発生する信号発生部190A、190Bと、信号
発生部190A、190Bからそれぞれ出力される正弦
波状の信号を矩形波状の信号RA、RBに変換する演算
増幅器191A、191Bとを有する。
The multi-rotation detecting section 140 is 90 degrees out of phase with each other and is generated from signal generating sections 190A and 190B and signal generating sections 190A and 190B, respectively, which generate sinusoidal signals corresponding to the number of revolutions of the object to be detected. It has operational amplifiers 191A and 191B for converting the output sine wave signals into rectangular wave signals RA and RB.

【0005】上記エンコーダでは、製造時に1回転内絶
対位置0の位置と多回転信号の変化位置とを厳密に一致
させること、すなわち1回転を例えば2048分割した
場合において1回転内絶対位置が2047→0に変化す
るのと同時に多回転信号がインクリメントされるように
することは困難であり現実的ではない。
In the above encoder, the position of absolute position within one rotation 0 and the position of change of the multi-rotation signal are made to exactly coincide with each other at the time of manufacture, that is, when one rotation is divided into, for example, 2048, the absolute position within one rotation is 2047 → It is difficult and impractical for the multi-rotation signal to be incremented at the same time when it changes to zero.

【0006】そこで、1回転内絶対位置0の位置と多回
転信号の変化位置とを合致させるための補正方法が、特
開平3ー287014号公報に開示されている。この補
正方法の説明は省略する。前記補正方法によって前記両
位置を合致させるためには、絶対位置の信号ABSと多
回転情報の信号(2相の信号RA、RB)との間の位相
のずれ量が規格内の値になることが必要である。その位
相のずれ量が規格外の値になると、正しい絶対位置が求
められなくなり、絶対位置の検出精度が低下してしま
う。
Therefore, a correction method for matching the position of absolute position 0 within one rotation with the changed position of the multi-rotation signal is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-287014. A description of this correction method is omitted. In order to match the two positions by the correction method, the amount of phase shift between the absolute position signal ABS and the multi-rotation information signal (two-phase signals RA and RB) must be within the standard value. is necessary. If the phase shift amount is out of the standard value, the correct absolute position cannot be obtained, and the absolute position detection accuracy is deteriorated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、前
記位相のずれ量を規格内の値にして高精度な絶対位置の
検出を可能にするためには、一回転内の絶対位置に同期
した多回転情報の信号がカウンタ部170に入力される
ように、絶対位置の信号に対する多回転情報の信号の位
相遅れを少なくする必要がある。そのために、(1)演
算増幅器の消費電流を大きくする方法、(2)被検出体
の回転速度を小さくする方法、(3)応答特性の優れた
演算増幅器を使用すること、(4)高速かつ低消費電力
の演算増幅器を使用することが考えられる。しかし、
(1)の場合には、演算増幅器191、192での消費
電力が増えるので、バックアップ電源120によりバッ
クアップできる時間が短くなると共に、電源120の寿
命が短くなり、電源120を交換するための保守に要す
るコストが増大してしまう。(2)の場合には、エンコ
ーダの性能が低下してしまう。(3)の場合には、
(1)の場合と同様の問題が生じる。(4)の場合に
は、演算増幅器が高価になるので、製品コストが増大し
てしまう。
In the above-mentioned prior art, in order to set the phase shift amount to a value within the standard and enable detection of the absolute position with high accuracy, synchronization is performed with the absolute position within one rotation. It is necessary to reduce the phase delay of the multi-rotation information signal with respect to the absolute position signal so that the multi-rotation information signal is input to the counter unit 170. Therefore, (1) a method of increasing the current consumption of the operational amplifier, (2) a method of decreasing the rotational speed of the object to be detected, (3) using an operational amplifier with excellent response characteristics, (4) high speed and It is conceivable to use an operational amplifier with low power consumption. But,
In the case of (1), since the power consumption of the operational amplifiers 191 and 192 increases, the backup power supply 120 can shorten the backup time and the life of the power supply 120, which is short for maintenance for replacing the power supply 120. The cost required will increase. In the case of (2), the performance of the encoder deteriorates. In the case of (3),
The same problem as in the case of (1) occurs. In the case of (4), since the operational amplifier becomes expensive, the product cost increases.

【0008】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は高精度な絶対位置の検出を低コス
トで実現でき、主電源のオフ時には長時間にわたるバッ
クアップが可能で、かつ保守のコストを低減した多回転
アブソリュート・エンコーダを提供することである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to realize highly accurate absolute position detection at low cost, enable long-term backup when the main power supply is off, and perform maintenance. It is to provide a multi-turn absolute encoder with reduced cost.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明に係る多回転アブソリュート・エ
ンコーダは、主電源と、被検出体の回転数に応じた信号
を発生する信号発生部及び前記信号を矩形波状の信号に
変換する演算増幅器を有し、前記矩形波状の信号を出力
する多回転検出部と、前記矩形波状の信号に基づき前記
回転数を演算し、前記回転数を表す多回転信号を出力す
る多回転信号出力部と、前記主電源のオン時に充電さ
れ、前記多回転検出部及び多回転信号出力部を常時駆動
するバックアップ電源と、前記主電源により駆動され、
前記被検出体の1回転内の絶対位置を検出し絶対位置の
信号を出力する絶対位置検出部とを備え、前記主電源の
オフ時でも前記多回転信号が得られる多回転アブソリュ
ート・エンコーダにおいて、前記演算増幅器に流れる電
流が前記主電源のオン時に大きくなりかつ前記主電源の
オフ時に小さくなるように、前記演算増幅器に流れる電
流を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a multi-rotational absolute encoder according to the invention of claim 1 generates a signal according to the number of revolutions of a main power source and an object to be detected. Unit and a multi-rotation detecting unit that has an operational amplifier that converts the signal into a rectangular wave signal, outputs the rectangular wave signal, and calculates the rotation speed based on the rectangular wave signal, and calculates the rotation speed. A multi-revolution signal output unit that outputs a multi-revolution signal that represents, a backup power supply that is charged when the main power supply is turned on, and that constantly drives the multi-revolution detection unit and the multi-revolution signal output unit, and is driven by the main power supply,
In a multi-rotation absolute encoder that includes an absolute position detection unit that detects an absolute position of the detected object within one rotation and outputs a signal of the absolute position, and that obtains the multi-rotation signal even when the main power supply is off, It is characterized by further comprising control means for controlling the current flowing through the operational amplifier so that the current flowing through the operational amplifier increases when the main power supply is on and decreases when the main power supply is off.

【0010】主電源のオン時には、演算増幅器に流れる
電流が大きくなるので、演算増幅器が高い応答特性で動
作する。これによって、絶対位置検出部から出力される
絶対位置の信号に対する、多回転検出部から出力される
矩形波状の信号の位相の遅れが少なくなり、一回転内の
絶対位置に同期した矩形波状の信号が多回転検出部から
出力される。主電源のオフ時には、演算増幅器に流れる
電流が小さくなるので、演算増幅器での消費電力が小さ
くなり、バックアップ電源により長時間にわたるバック
アップが可能となる。なお、主電源のオフ時には、被検
出体の回転数を多回転信号出力部で演算して保持できれ
ばよく、演算増幅器の応答特性は低下しても問題はな
い。
When the main power supply is turned on, the current flowing through the operational amplifier increases, so that the operational amplifier operates with high response characteristics. As a result, the phase delay of the rectangular wave signal output from the multi-rotation detection unit with respect to the absolute position signal output from the absolute position detection unit is reduced, and the rectangular wave signal synchronized with the absolute position within one rotation is reduced. Is output from the multi-rotation detector. When the main power supply is off, the current flowing through the operational amplifier is small, so the power consumption in the operational amplifier is small, and the backup power supply enables backup for a long time. It should be noted that when the main power supply is turned off, the rotational speed of the object to be detected may be calculated and held by the multi-rotation signal output unit, and there is no problem even if the response characteristic of the operational amplifier is deteriorated.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1はこの発明の一実施形態に係る多回転
アブソリュート・エンコーダの概略構成を示すブロック
図、図2は同エンコーダの概略構成を示す平面図、図3
は同エンコーダの概略構成を示す側面図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic structure of a multi-turn absolute encoder according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a schematic structure of the encoder, and FIG.
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of the encoder.

【0013】多回転アブソリュート・エンコーダ(以
下、単にエンコーダという)は、図2及び図3に示すよ
うに、符号板1、3つの検出部2〜4及び符号板1を回
転させる回転軸5とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the multi-rotation absolute encoder (hereinafter, simply referred to as an encoder) includes a code plate 1, three detectors 2 to 4 and a rotary shaft 5 for rotating the code plate 1. Prepare

【0014】符号板1には、1トラック型アブソリュー
ト・パターンを有するアブソリュート用第1トラック6
と、このトラック6の内側に配置され、インクリメンタ
ル信号を発生させるインクリメンタル用第2トラック7
と、回転数計測用第3トラック8とがそれぞれ同心円状
に独立に形成されている。トラック6、7は光学式の白
黒パターンである。トラック8は、磁気式のSNパター
ンで、磁石円盤で構成されている。
The code plate 1 has an absolute first track 6 having a one-track absolute pattern.
And an incremental second track 7 arranged inside the track 6 for generating an incremental signal.
And the third track 8 for measuring the number of revolutions are independently formed concentrically. Tracks 6 and 7 are optical black and white patterns. The track 8 has a magnetic SN pattern and is composed of a magnet disk.

【0015】検出部2は、符号板1と共に回転する第3
トラック8の回転数に応じた2相の信号(互いに90°
位相のずれた2つの矩形波状の信号RA、RB)を出力
する多回転検出部である。
The detection unit 2 is a third unit that rotates together with the code plate 1.
Two-phase signals (90 ° to each other) according to the number of rotations of the track 8
It is a multi-rotation detecting unit that outputs two rectangular wave signals RA and RB) having a phase shift.

【0016】検出部3は、主電源の投入時又は要求信号
入力時に被検出体の1回転内の絶対位置を第1トラック
6に沿って検出し、絶対位置の信号を出力するアブソリ
ュート検出部である。
The detection unit 3 is an absolute detection unit that detects the absolute position within one rotation of the object to be detected along the first track 6 when the main power source is turned on or the request signal is input, and outputs the absolute position signal. is there.

【0017】検出部4は、絶対位置からの移動量を第2
トラック7に沿って検出し、移動量の信号を出力するイ
ンクリメンタル検出部である。
The detection unit 4 detects the movement amount from the absolute position as the second amount.
It is an incremental detection unit that detects along the track 7 and outputs a signal of the movement amount.

【0018】また、エンコーダは、図1に示すように、
主電源11と、主電源11のオン時に充電され、ドライ
ブ電源13を作るバックアップ電源12と、カウンタ部
14と、信号処理部15とを備える。カウンタ部14
は、信号RA、RBに基づき被検出体の回転数を計数
し、回転数を表す多回転信号(バイナリデータ)を出力
する。信号処理部15は、絶対位置の信号ABS及び移
動量の信号INCにそれぞれ基づき、1回転内の絶対位
置を表わすアブソリュート信号(ABS信号)及び絶対
位置からの移動量を表わすインクリメンタル信号(IN
C信号)を出力する。アブソリュート信号(ABS信
号)とインクリンンタル信号(INC信号)とにより、
1回転内絶対位置を表わす信号(例えば1回転を204
8分割した場合には0から2047を表わすバイナリデ
ータ)が得られる。
The encoder, as shown in FIG.
It includes a main power supply 11, a backup power supply 12 that is charged when the main power supply 11 is turned on, and makes a drive power supply 13, a counter unit 14, and a signal processing unit 15. Counter unit 14
Outputs the multi-rotation signal (binary data) representing the number of revolutions of the object to be detected based on the signals RA and RB. The signal processing unit 15 is based on the absolute position signal ABS and the movement amount signal INC, respectively, and outputs an absolute signal (ABS signal) indicating the absolute position within one rotation and an incremental signal (IN indicating the movement amount from the absolute position).
C signal). By the absolute signal (ABS signal) and the incremental signal (INC signal),
A signal representing an absolute position within one rotation (for example, one rotation is 204
In the case of eight divisions, binary data representing 0 to 2047) is obtained.

【0019】多回転検出部2及びカウンタ部14は、ド
ライブ電源13により常時駆動される。一方、アブソリ
ュート検出部3、インクリメンタル検出部4及び信号処
理部15は、主電源11により駆動される。
The multi-rotation detecting section 2 and the counter section 14 are constantly driven by the drive power supply 13. On the other hand, the absolute detector 3, the incremental detector 4, and the signal processor 15 are driven by the main power supply 11.

【0020】多回転検出部2は、符号板1と共に回転す
る第3トラック8の磁場を検出して符号板(被検出体)
1の回転数に応じた2相の信号を出力する磁気センサ
(信号発生部)20A、20Bと、磁気センサ20A、
20Bからそれぞれ出力される正弦波状の信号を矩形波
状の信号RA、RBに変換する演算増幅器21A、21
Bとを有する。磁気センサ20A、20Bは、磁気抵抗
素子とバイアス磁石とからなり、第3トラック(磁石円
盤)8上に90°位相のずれた位置に配置されている。
磁気センサ20A、20Bの各出力端子20a、20b
からは、互いに90°位相のずれた正弦波状の信号がそ
れぞれ出力される。各正弦波状の信号の1周期が符号板
(被検出体)1の1回転に相当する。
The multi-rotation detecting section 2 detects the magnetic field of the third track 8 rotating together with the code plate 1 to detect the code plate (object to be detected).
Magnetic sensors (signal generators) 20A and 20B that output two-phase signals according to the number of rotations of 1 and magnetic sensor 20A,
Operational amplifiers 21A, 21 for converting the sinusoidal signals respectively output from 20B into rectangular wave signals RA, RB
B and. The magnetic sensors 20A and 20B are composed of a magnetoresistive element and a bias magnet, and are arranged on the third track (magnet disk) 8 at a 90 ° phase shift.
Output terminals 20a, 20b of the magnetic sensors 20A, 20B
Output sine-wave signals having a phase difference of 90 ° from each other. One cycle of each sinusoidal signal corresponds to one rotation of the code plate (object to be detected) 1.

【0021】演算増幅器21A、21Bとしてプログラ
マブルオペアンプが使用されている。演算増幅器21
A、21Bの反転入力端子は磁気センサ20A、20B
の出力端子20a,20bにそれぞれ接続されている。
演算増幅器21A、21Bの非反転入力端子には、抵抗
R5〜R8により分圧された抵抗R6、R7の接続点の
電圧が印加されている。
Programmable operational amplifiers are used as the operational amplifiers 21A and 21B. Operational amplifier 21
The inverting input terminals of A and 21B are magnetic sensors 20A and 20B.
Of the output terminals 20a and 20b.
The voltage at the connection point of the resistors R6 and R7 divided by the resistors R5 to R8 is applied to the non-inverting input terminals of the operational amplifiers 21A and 21B.

【0022】演算増幅器21A、21Bのコントロール
端子21a、21bは、第1の抵抗R1、R3を介して
それぞれ接地されていると共に、第1の抵抗R1、R3
と並列に接続された第2の抵抗R2、R4及びトランジ
スタTr1、Tr2を介してそれぞれ接地されている。
トランジスタTr1、Tr2は、主電源11のオン時に
導通状態になり、そのオフ時に非導通状態になるよう
に、ベースが抵抗R9、R15を介して主電源11に接
続されかつベースと接地側端子との間に抵抗R10、R
16が接続されている。
The control terminals 21a and 21b of the operational amplifiers 21A and 21B are grounded via the first resistors R1 and R3, respectively, and the first resistors R1 and R3 are also connected.
Is connected to the ground via the second resistors R2 and R4 and the transistors Tr1 and Tr2 connected in parallel.
The bases of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the main power supply 11 via the resistors R9 and R15 so that the transistors Tr1 and Tr2 are turned on when the main power supply 11 is turned on and turned off when the main power supply 11 is turned off. Between resistors R10 and R
16 are connected.

【0023】演算増幅器21Aに流れる電流が主電源1
1のオン時に大きくなりかつそのオフ時に小さくなるよ
うに、演算増幅器21Aを制御する制御手段50が、抵
抗R1、R2、R9、R10及びトランジスタTr1に
より構成されている。同様に、演算増幅器21Bに流れ
る電流が主電源11のオン時に大きくなりかつそのオフ
時に小さくなるように、演算増幅器21Bを制御する制
御手段60が、抵抗R3、R4、R15、R16及びト
ランジスタTr2により構成されている。
The current flowing through the operational amplifier 21A is the main power supply 1
The control means 50 for controlling the operational amplifier 21A is configured by the resistors R1, R2, R9, R10 and the transistor Tr1 so as to increase when the switch 1 is on and decrease when the switch 1 is off. Similarly, the control means 60 for controlling the operational amplifier 21B is controlled by the resistors R3, R4, R15, R16 and the transistor Tr2 so that the current flowing through the operational amplifier 21B increases when the main power supply 11 is on and decreases when the main power supply 11 is off. It is configured.

【0024】次に、上記一実施形態の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0025】主電源11のオン時には、トランジスタT
r1、Tr2が導通するので、演算増幅器21A、21
Bのコントロール端子21a、21bは、第1の抵抗R
1、R3を介してそれぞれ接地されると共に、第2の抵
抗R2、R4及びトランジスタTr1、Tr2を介して
それぞれ接地される。そのため、演算増幅器21A、2
1Bのコントロール端子21a、21bに流れる電流
(セット電流:Iset)が大きくなる。
When the main power supply 11 is turned on, the transistor T
Since r1 and Tr2 are conductive, operational amplifiers 21A and 21A
The control terminals 21a and 21b of B are connected to the first resistor R
1 and R3, and the second resistors R2 and R4 and transistors Tr1 and Tr2, respectively. Therefore, the operational amplifiers 21A, 2
The current (set current: Iset) flowing through the 1B control terminals 21a and 21b increases.

【0026】図4はコントロール端子21a、21bに
流れるセット電流(Iset)とスルーレートとの関係
を、図5はセット電流(Iset)と消費電流(Iq)
との関係をそれぞれ示している。
FIG. 4 shows the relationship between the set current (Iset) flowing through the control terminals 21a and 21b and the slew rate, and FIG. 5 shows the set current (Iset) and consumption current (Iq).
And the relationship with.

【0027】図4から明らかなように、コントロール端
子21a、21bに流れるセット電流(Iset)が大
きくなると、スルーレート(出力電圧の最大変化速度)
が大きくなって応答特性が向上するので、主電源11の
オン時には演算増幅器21A、21Bが高い応答特性で
動作する。これによって、アブソリュート検出部(絶対
位置検出部)3から出力される絶対位置の信号ABSに
対する、多回転検出部2から出力される2相の信号(矩
形波状の信号RA、RB)の位相の遅れが少なくなり、
一回転内の絶対位置に同期した2相の信号RA、RBが
多回転検出部2から出力される。
As is apparent from FIG. 4, when the set current (Iset) flowing through the control terminals 21a and 21b increases, the slew rate (maximum change speed of the output voltage).
Becomes larger and the response characteristics are improved, so that the operational amplifiers 21A and 21B operate with high response characteristics when the main power supply 11 is turned on. As a result, the phase delay of the two-phase signals (rectangular wave signals RA and RB) output from the multi-rotation detection unit 2 with respect to the absolute position signal ABS output from the absolute detection unit (absolute position detection unit) 3. Less,
Two-phase signals RA and RB synchronized with the absolute position within one rotation are output from the multi-rotation detection unit 2.

【0028】主電源のオフ時には、トランジスタTr
1、Tr2が非導通状態になるので、演算増幅器21
A、21Bのコントロール端子21a、21bは、第1
の抵抗R1、R3のみをを介してそれぞれ接地される。
そのため、コントロール端子21a、21bに流れるセ
ット電流(Iset)が小さくなる。
When the main power is off, the transistor Tr
Since 1 and Tr2 are in non-conduction state, the operational amplifier 21
The control terminals 21a and 21b of A and 21B are the first
Of the resistors R1 and R3 are grounded.
Therefore, the set current (Iset) flowing through the control terminals 21a and 21b becomes small.

【0029】図5から明らかなように、セット電流(I
set)が小さくなると、消費電流(Iq)も小さくな
るので、主電源11のオフ時には、演算増幅器21A、
21Bでの消費電力が小さくなり、バックアップ電源1
2により長時間にわたるバックアップが可能となる。
As is apparent from FIG. 5, the set current (I
The current consumption (Iq) also decreases with the decrease of the set), so that when the main power supply 11 is off, the operational amplifier 21A,
The power consumption in 21B becomes small, and backup power supply 1
2 enables backup for a long time.

【0030】このように上記一実施形態によれば、主電
源11のオン時には、コントロール端子21a、21b
に流れるセット電流(Iset)が大きくなり、演算増
幅器21A、21Bが高い応答特性で動作するので、ア
ブソリュート検出部3から出力される絶対位置の信号A
BSに対する、多回転検出部2から出力される2相の信
号RA、RBの位相の遅れが少なくなる。その結果、上
記公報に開示された補正方法、すなわち1回転内絶対位
置0の位置と多回転信号の変化位置とを合致させるため
の補正方法を用いた場合に、信号処理部15から出力さ
れる絶対位置の信号(ABS信号)と移動量の信号(I
NC信号)とにより作られる1回転内絶対位置を表わす
信号(バイナリデータ)の1回転内絶対位置0の位置
と、カウンタ部14から出力される被検出体の回転数を
表す多回転信号(バイナリデータ)の変化する位置とが
一致し、絶対位置が高精度に検出される。
As described above, according to the above embodiment, when the main power source 11 is turned on, the control terminals 21a and 21b are controlled.
Since the set current (Iset) flowing through the operational amplifiers 21A and 21B operates with high response characteristics, the absolute position signal A output from the absolute detector 3 is detected.
The phase delay of the two-phase signals RA and RB output from the multi-rotation detector 2 with respect to BS is reduced. As a result, when the correction method disclosed in the above publication, that is, the correction method for matching the position of the absolute position within one rotation 0 and the changed position of the multi-rotation signal is used, the signal processing unit 15 outputs. Absolute position signal (ABS signal) and movement amount signal (I
NC signal), which is a signal (binary data) representing the absolute position within one rotation, and the position of absolute position 0 within one rotation, and a multi-rotation signal (binary) indicating the number of rotations of the detected object output from the counter unit 14. (Data) matches the changing position, and the absolute position is detected with high accuracy.

【0031】したがって、応答特性の優れた高価な演算
増幅器を用いずに、高精度な絶対位置の検出を低コスト
で実現することができる。
Therefore, highly accurate absolute position detection can be realized at low cost without using an expensive operational amplifier having excellent response characteristics.

【0032】また、主電源のオフ時には、セット電流
(Iset)が小さくなり、演算増幅器21A、21B
での消費電力が小さくなるので、バックアップ電源12
により長時間にわたるバックアップが可能になると共
に、バックアップ電源12の寿命が長くなり、電源12
を交換するための保守に要するコストを低減することが
できる。
When the main power supply is off, the set current (Iset) becomes small, and the operational amplifiers 21A and 21B are set.
Power consumption is reduced, backup power supply 12
Backup is possible for a long time, and the life of the backup power supply 12 is extended.
It is possible to reduce the cost required for maintenance for exchanging.

【0033】なお、上記一実施形態では、被検出体の時
計方向及び反時計方向の回転数を検出するために、多回
転検出部2が互いに90°位相のずれた2相の信号R
A、RBを出力するように構成しているが、この発明は
このような構成に限定されない。すなわち、多回転検出
部2が1つの磁気センサと1つの演算増幅器とを有し、
被検出体の一方向の回転数に応じた1つの正弦波状の信
号RAのみを出力するように構成してもよい。
In the above-described embodiment, in order to detect the clockwise and counterclockwise rotation speeds of the object to be detected, the multi-rotation detecting section 2 has a two-phase signal R which is 90 ° out of phase with each other.
Although it is configured to output A and RB, the present invention is not limited to such a configuration. That is, the multi-rotation detection unit 2 has one magnetic sensor and one operational amplifier,
It may be configured to output only one sinusoidal signal RA corresponding to the number of rotations of the detected object in one direction.

【0034】また、上記一実施形態において、被検出体
の回転数を磁気式により検出しているが、その回転数を
光学式あるいはその他の方法で検出する場合にも、この
発明は適用される。
Further, in the above-mentioned one embodiment, the number of revolutions of the object to be detected is detected magnetically, but the present invention is also applied to the case where the number of revolutions is detected by an optical method or another method. .

【0035】さらに、上記一実施形態において、被検出
体の1回転内の絶対位置を光学式に検出しているが、そ
の検出を光学式以外の方法で検出する場合にも、この発
明は適用される。
Further, in the above embodiment, the absolute position within one rotation of the object to be detected is detected optically, but the present invention is also applicable to the case where the detection is performed by a method other than the optical method. To be done.

【0036】また、上記一実施形態において、トランジ
スタTr1,Tr2に代えてアナログスイッチやリレー
等を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, analog switches, relays or the like may be used instead of the transistors Tr1 and Tr2.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明に係る多回転アブソリュート・エンコーダによれば、
主電源のオン時には、演算増幅器に流れる電流が大きく
なるので、演算増幅器が高い応答特性で動作する。これ
によって、絶対位置検出部から出力される絶対位置の信
号に対する、多回転検出部から出力される矩形波状の信
号の位相の遅れが少なくなり、一回転内の絶対位置に同
期した矩形波状の信号が多回転検出部から出力される。
主電源のオフ時には、演算増幅器に流れる電流が小さく
なるので、演算増幅器での消費電力が小さくなり、バッ
クアップ電源により長時間にわたるバックアップが可能
となる。
As described above, according to the multi-turn absolute encoder according to the invention of claim 1,
When the main power supply is turned on, the current flowing through the operational amplifier increases, so that the operational amplifier operates with high response characteristics. As a result, the phase delay of the rectangular wave signal output from the multi-rotation detection unit with respect to the absolute position signal output from the absolute position detection unit is reduced, and the rectangular wave signal synchronized with the absolute position within one rotation is reduced. Is output from the multi-rotation detector.
When the main power supply is off, the current flowing through the operational amplifier is small, so the power consumption in the operational amplifier is small, and the backup power supply enables backup for a long time.

【0038】したがって、高精度な絶対位置の検出を低
コストで実現でき、主電源のオフ時には長時間にわたる
バックアップが可能となり、かつ保守のコストを低減す
ることができる。
Therefore, highly accurate absolute position detection can be realized at low cost, backup can be performed for a long time when the main power supply is off, and maintenance costs can be reduced.

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

【図1】図1はこの発明の一実施形態に係る多回転アブ
ソリュート・エンコーダの概略構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a multi-turn absolute encoder according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は一実施形態に係る多回転アブソリュート
・エンコーダの概略構成を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a multi-turn absolute encoder according to one embodiment.

【図3】図3は一実施形態に係る多回転アブソリュート
・エンコーダの概略構成を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a schematic configuration of a multi-turn absolute encoder according to an embodiment.

【図4】図4は演算増幅器のセット電流とスルーレート
の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a set current of an operational amplifier and a slew rate.

【図5】図5は演算増幅器のセット電流と消費電流の関
係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the set current and the consumption current of the operational amplifier.

【図6】図6は従来の多回転アブソリュート・エンコー
ダの概略構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional multi-rotation absolute encoder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 符号板(被検出体) 2 多回転検出部 3 アブソリュート検出部(絶対位置検出部) 11 主電源 12 バックアップ電源 14 カウンタ部(多回転信号出力部) 20A、20B 磁気センサ(信号発生部) 50、60 制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 code plate (object to be detected) 2 multi-rotation detection unit 3 absolute detection unit (absolute position detection unit) 11 main power supply 12 backup power supply 14 counter unit (multi-rotation signal output unit) 20A, 20B magnetic sensor (signal generation unit) 50 , 60 Control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主電源と、被検出体の回転数に応じた信
号を発生する信号発生部及び前記信号を矩形波状の信号
に変換する演算増幅器を有し、前記矩形波状の信号を出
力する多回転検出部と、前記矩形波状の信号に基づき前
記回転数を演算し、前記回転数を表す多回転信号を出力
する多回転信号出力部と、前記主電源のオン時に充電さ
れ、前記多回転検出部及び多回転信号出力部を常時駆動
するバックアップ電源と、前記主電源により駆動され、
前記被検出体の1回転内の絶対位置を検出し絶対位置の
信号を出力する絶対位置検出部とを備え、前記主電源の
オフ時でも前記多回転信号が得られる多回転アブソリュ
ート・エンコーダにおいて、 前記演算増幅器に流れる電流が前記主電源のオン時に大
きくなりかつ前記主電源のオフ時に小さくなるように、
前記演算増幅器に流れる電流を制御する制御手段を備え
ていることを特徴とする多回転アブソリュート・エンコ
ーダ。
1. A main power supply, a signal generator that generates a signal according to the number of revolutions of the object to be detected, and an operational amplifier that converts the signal into a rectangular wave signal, and outputs the rectangular wave signal. A multi-rotation detection unit, a multi-rotation signal output unit that calculates the number of revolutions based on the rectangular wave signal and outputs a multi-rotation signal that indicates the number of revolutions, and the multi-rotation is charged when the main power supply is turned on. A backup power supply that constantly drives the detection unit and the multi-rotation signal output unit, and is driven by the main power supply,
In a multi-rotation absolute encoder that includes an absolute position detection unit that detects an absolute position of the detected object within one rotation and outputs a signal of the absolute position, and that obtains the multi-rotation signal even when the main power supply is off, So that the current flowing through the operational amplifier increases when the main power supply is on and decreases when the main power supply is off,
A multi-rotation absolute encoder comprising a control means for controlling a current flowing through the operational amplifier.
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