JPH10115516A - 角度演算機構 - Google Patents

角度演算機構

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JPH10115516A
JPH10115516A JP29106696A JP29106696A JPH10115516A JP H10115516 A JPH10115516 A JP H10115516A JP 29106696 A JP29106696 A JP 29106696A JP 29106696 A JP29106696 A JP 29106696A JP H10115516 A JPH10115516 A JP H10115516A
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JP
Japan
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bit
angle
signal
bits
coarse
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JP29106696A
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English (en)
Inventor
Kenji Shiono
賢二 塩野
Makiko Morita
真規子 森田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粗角の検出信号に対する精角の検出信号の信
号変動幅が大きい場合でも、ビットずれを排除し、角度
検出器の機械的精度をあげることなく容易に高精度の角
度信号を得ることが可能となる角度演算機構の提供。 【解決手段】 重複する9ビット信号の内、上位の3ビ
ット(ABC,DEF)よりビットずれの情報を得る。
即ち前記夫々の重複する3ビット(ABC),(DE
F)との間でビットずれが生じている場合、該精の側の
ビットずれ情報(ABC)に基づいて補正信号を得る。
次に、前記粗のビット信号側の(DEF)の3ビットに
ついて前記図3(B)に示す補正値(+1、−1)を加
算(減算)して(DEF)の3ビットに対し補正操作を
行いながら、ビット演算を行うことによりビットずれを
排除するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転体や角度変位体
の角度を検出する角度演算機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より例えば図1に示すように、狭い
角度範囲を高精度に検出する精角度検出部1と、広い角
度範囲を荒い精度で検出する粗角度検出部2と、前記夫
々の角度検出部1、2の信号をデジタルビット信号(ビ
ット数:N)に変換する角度デジタル変換部3、4と、
該角度デジタル変換部3、4によりデジタル変換された
精若しくは粗のビット信号を「精/粗」の検知精度比に
対応するビット数分だけビットシフト(シフト数S<
N)させた後、該両ビット信号を合成する演算部5とよ
りなる角度演算機構は公知である。尚、前記夫々の角度
検出部には、レゾルバ若しくはエンコーダを用いる。次
に前記演算部の合成方法について図5に基づいて説明す
るに、精角度検出部の検知精度を32x(1回転でセン
サ信号32周)、粗角度検出部の検知精度を1x(1回
転でセンサ信号を1周)とし、それぞれのセンサ分解能
(デジタル信号ビット数)を14ビット(Nビット)と
した場合、前記角度デジタル変換部によりデジタル変換
された精の角度ビット信号と粗の角度ビット信号の検知
精度比は(32Χ/1Χ)=(25Χ/1Χ)に対応す
るビット数は5ビット(25)であり、従って粗角度の
検出ビット信号(1x)データは、左に5ビット(Sビ
ット)シフトすることで精角度の検出ビット信号(32
x)データと同等な重みを持つことができる。
【0003】そこで、図5(A)に示すように、単純に
1x+(32x>>5)としその重複ビット部分(粗角
度の検出ビット信号の下位9ビットと精角度の検出ビッ
ト信号の上位9ビット部分)以下は、32xの値を採用
する事により、理論上19ビット(1x:上位5ビッ
ト、32x:下位14ビット)の精度を得ることができ
る。
【0004】ところが、1x、32xの間には、電気
的、機械的なずれが存在し、単純に5ビットシフトした
だけでは、精角度の検出信号の信号がふらついた場合、
両ビット信号の重複する(N−S,9ビット)ビット部
分は32xの値を採用するために、合成結果の値が飛ぶ
場合がある。
【0005】例えば図5(B)及び(A)に示すよう
に、精角度の検出ビット信号が(1111111 1111 111)の
場合(A)、僅かに下位の1ビット触れただけで精角度
の検出ビット信号が(000 0000 0000 000)となってし
まい(B)、これを図5(B)に示すように、粗角度の
検出ビット信号が正しくても最大1回転分のずれが生じ
てしまう。
【0006】これを図7に示すと、電気的、機械的なず
れに起因して精角度検出部1の検出誤差が生じても精角
度検出部1よりの検出出力はアナログ信号であるため
に、前記ずれ量に対応したずれ誤差となり、その誤差量
は小さい。(図7(A)参照)しかしながら前記したよ
うに前記角度検出部1、2よりのアナログ検出出力を角
度デジタル変換部3、4により夫々デジタル変換し、演
算部5で精若しくは粗のビット信号を「精/粗」の検知
精度比に対応するビット数分だけビットシフト(シフト
数S<N)させた後、該両ビット信号を合成すると図7
(B)に示すように、最大1回転分のずれが生じてしま
う。
【0007】かかる従来技術の欠点を解消するために、
上記ビット信号を合成する演算部において、重複する2
ビットよりビットずれを排除する試みを本出願人は検討
したが、粗角度の検出信号に対する精角度の検出信号の
信号の変動幅が大きい場合、ビットずれを排除しきれな
い場合があった。
【0008】即ち前記検討技術を本発明の比較例として
図6に基づいて説明するに同図(A)に示すように、重
複する9ビット信号の内、上位の2ビット(AB,C
D)よりビットずれの情報を得、(AB),(CD)と
の間でビットずれが生じている場合、図6(B)に示す
ように、該精の側のビットずれ情報(AB)に基づい
て、粗のビット信号側のDの1ビットについて適宜補正
値(+1、−1)を加味してDの1ビットに対し補正操
作を行いながら、ビット演算を行うことによりビットず
れを排除することを検討したが、1ビット(D)のみの
補正操作では粗の信号に対する精の信号の変動幅が大き
い場合、ビットずれを排除しきれない場合があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の欠点
を解決すべく、粗角の検出信号に対する精角の検出信号
の信号変動幅が大きい場合でも、ビットずれを排除し、
角度検出器の機械的精度をあげることなく容易に高精度
の角度信号を得ることが可能となる角度演算機構を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる検討技術
の欠点に鑑み、狭い角度範囲を高精度に検出する精角度
検出部と、広い角度範囲を荒い精度で検出する粗角度検
出部と、前記夫々の角度検出部の信号をデジタルビット
信号(ビット数:N)に変換する角度デジタル変換部
と、該角度デジタル変換部によりデジタル変換された精
若しくは粗のビット信号を「精/粗」の検知精度比に対
応するビット数分だけビットシフト(シフト数S<N)
させた後、該両ビット信号を合成する演算部とよりなる
角度演算機構において、両ビット信号の重複する(N−
S)ビットの内、重複する上位の3ビット以上の複数ビ
ットM(M<N−S)信号についてビットずれが生じて
いる場合に、精の側の上位ビットMのビットずれ情報に
基づいて補正信号を得、粗のビット信号側の対応するM
ビットについて前記補正値を加味して補正操作を行いな
がら、ビット演算を行うことにより、精角度の検出信号
と粗角度の検出信号のビットのずれを排除するものであ
る。
【0011】即ち本発明を図3及び図4に基づいて説明
するに、図3(A)、図4(A)に示すように、重複す
る9ビット信号の内、上位の3ビット(ABC,DE
F)よりビットずれの情報を得る。即ち前記夫々の重複
する3ビット(ABC),(DEF)との間でビットず
れが生じている場合、図3(B)に示すように、該精の
側のビットずれ情報(ABC)に基づいて補正信号を得
る。
【0012】次に、前記粗のビット信号側の(DEF)
の3ビットについて前記図3(B)に示す補正値(+
1、−1)を加算(減算)して(DEF)の3ビットに
対し補正操作を行いながら、ビット演算を行うことによ
りビットずれを排除するものである。
【0013】かかる発明によれば重複する精の3ビット
(ABC)より補正信号を得、且つ粗のビット信号側の
(DEF)の3ビットについて補正操作を行うものであ
るために、粗の信号に対する精の信号の変動幅が大きい
場合、においてもビットずれを高精度に排除出来る。但
し、桁上げ、桁下げが生じた場合は、上位ビットに及ぶ
算術演算を施す。
【0014】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。但し、この実施形態に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に
特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図1
乃至図4は本発明の実施形態に係る角度演算機構を示
し、図1はその回路構成ブロック図、図2はその演算部
の動作を示すフローチャート図、図3(A)は精の角度
ビット信号と粗の角度ビット信号の検知精度比に対応し
てビットシフトさせた状態、図3(B)は重複する3ビ
ット(ABC),(DEF)との間でビットずれが生じ
ている場合、該精の側のビットずれ情報(ABC)に基
づいて設定される補正信号の表図、図4(A)〜(C)
はその具体的な補正操作動作を示す。
【0015】図1において本実施形態の角度演算機構
は、検知精度を32x(1回転でセンサ信号32周)狭
い角度範囲を高精度に検出するレゾルバ若しくはエンコ
ーダ等の精角度検出部1と、検知精度を1x(1回転で
センサ信号を1周)とし広い角度範囲を荒い精度で検出
する粗角度検出部2と、前記夫々の角度検出部1、2の
アナログ角度検知信号を夫々14ビットのデジタルビッ
ト信号に変換する角度デジタル変換部3、4と、該角度
デジタル変換部3、4によりデジタル変換された精若し
くは粗のビット信号を「精/粗」の検知精度比に対応す
る5ビットだけビットシフトさせた後、該両ビット信号
を合成する演算部5とよりなる。
【0016】次に前記演算部5の動作について図2のフ
ローチャート図に基づいて説明する。前記角度デジタル
変換部3、4によりデジタル変換された精若しくは粗の
夫々のビット信号を読み込む。次に粗の角度の検出ビッ
ト信号(1x)データを、左に5ビットシフトして精角
度の検出ビット信号(32x)データと同等な重みを持
たせる。
【0017】次に、図3(A)、図4(A)に示すよう
に、前記重複する9ビット信号の内、上位の3ビット
(ABC),(DEF)との間でビットずれが生じてい
る場合、図3(B)に示すように、該精の側のビットず
れ情報(ABC)に基づいて補正信号を得る。
【0018】次に、前記粗のビット信号側の(DEF)
の3ビットについて前記図3(B)に示す補正値(+
1、−1)を加算(減算)して(DEF)の3ビットに
対し補正操作を行う。
【0019】前記補正操作を更に図2のフローチャート
図で説明するに、精の側のビットA=0、B=0、C=
0の場合は粗の14ビット目(D)に1を加算する。又
A=0、B=0、C=1の場合は粗の13ビット目
(E)に1を加算する。又A=0、B=1、C=0の場
合は粗の12ビット目(F)に1を加算する。又A=
1、B=0、C=1の場合は粗の14ビット目(D)に
1を減算する。又A=1、B=1、C=0の場合は粗の
13ビット目(E)に1を減算する。、又A=1、B=
1、C=1の場合は粗の12ビット目(F)に1を減算
する。
【0020】そして前記補正操作した補正操作後の粗の
1Χ信号と精の32Χ信号の値を採用し、ビット演算を
行うことによりビットずれを排除することができる。か
かる実施例によれば重複する精の3ビット(ABC)よ
り補正信号を得、且つ粗のビット信号側の(DEF)の
3ビットについて補正操作を行うものであるために、粗
の信号に対する精の信号の変動幅が大きい場合において
もビットずれを高精度に排除出来る。
【0021】図8は、図6の検討技術の2ビット補正の
場合と本発明の3ビット補正の場合の違いを示す例図
で、(A)は3ビット補正が効果的な補正例、(B)は
2ビット補正の場合、(C)は3ビット補正操作により
ビット演算を行う図である。(A)は演算部5で精若し
くは粗のビット信号を「精/粗」の検知精度比に対応す
るビット数分だけビットシフト(シフト数S<N)させ
た状態を示す。
【0022】そこで同図(B)に示すように、重複する
9ビット信号の内、上位の2ビット(AB,CD)より
ビットずれの情報を得、(AB),(CD)との間でビ
ットずれが生じている場合、図6(B)に示すように、
該精の側のビットずれ情報(AB)に基づいて、粗のビ
ット信号側のDの1ビットについて適宜補正値(+1、
−1)を加味する訳であるが(AB)の信号は(0,
1)である為に補正操作は行われず、大きな補正ずれが
生じてしまう。
【0023】しかしながら(C)に示すように、精の側
の3ビット(ABC)情報に基づいて図3(B)より前
記粗のビット信号側の(DEF)の補正値(−,−,+
1)を得てこれを加算(減算)して(DEF)の3ビッ
トに対し補正操作を行うと精度よい補正が可能となる。
【0024】
【発明の効果】本発明により、粗角度の検出信号に対す
る精角度の検出信号の信号の変動幅が大きい場合でも、
ビットずれを排除することができ、検出器の機械的精度
をあげることなく容易に高精度の角度信号を得ることが
可能となる。また、外的環境の変化などによる精角度の
検出信号、粗角度の検出信号のずれなども吸収すること
が可能となり、より信頼性の高い角度検出が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1乃至図4は本発明の実施形態に係る角度演
算機構を示し、図1はその回路構成ブロック図を示す。
【図2】図2は図1の演算部の動作を示すフローチャー
ト図である。
【図3】(A)は精の角度ビット信号と粗の角度ビット
信号の検知精度比に対応してビットシフトさせた状態、
(B)はビットずれ情報(ABC)に基づいて設定され
る補正信号の表図である。
【図4】(A)〜(C)は図1〜図3の具体的な補正操
作動作を示し、(A)は粗の角度の検出ビット信号(1
x)データを、左に5ビットシフトして精角度の検出ビ
ット信号(32x)データと同等な重みを持たせた図、
(B)はビットずれ情報(ABC)に基づいて設定され
る補正信号の1例、(C)は補正操作後の粗の1Χ信号
と精の32Χ信号とにより、ビット演算を行う図であ
る。
【図5】従来の単純に1xビット信号と32xビット信
号の値を採用したもので、(A)はビットずれが生じて
いない状態、(B)はビットずれが生じている状態を示
す。
【図6】本発明の検討技術を示し、(A)は粗の角度の
検出ビット信号(1x)データを、左に5ビットシフト
して精角度の検出ビット信号(32x)データと同等な
重みを持たせた図、(B)はビットずれ情報(A、B)
に基づいて設定される補正信号の表図である。
【図7】(A)は粗角度検出部のアナログ検出信号と精
角度検出部のアナログ検出信号の出力状態を示すグラフ
図、(B)は前記角度検出部よりのアナログ検出出力を
角度デジタル変換部により夫々デジタル変換し、演算部
で精若しくは粗のビット信号を「精/粗」の検知精度比
に対応するビット数分だけビットシフト(シフト数S<
N)させた後、該両ビット信号を合成した場合、最大1
回転分のずれが生じてしまったグラフ図である。
【図8】図6の検討技術の2ビット補正の場合と本発明
の3ビット補正の場合の違いを示す例図で、(A)は3
ビット補正が効果的な補正例、(B)は2ビット補正の
場合、(C)は3ビット補正操作によりビット演算を行
う図である。
【符号の説明】
1 精角度検出部 2 粗角度検出部 3、4 角度デジタル変換部 5 演算部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 狭い角度範囲を高精度に検出する精角度
    検出部と、広い角度範囲を荒い精度で検出する粗角度検
    出部と、前記夫々の角度検出部の信号をデジタルビット
    信号(ビット数:N)に変換する角度デジタル変換部
    と、該角度デジタル変換部によりデジタル変換された精
    若しくは粗のビット信号を「精/粗」の検知精度比に対
    応するビット数分だけビットシフト(シフト数S<N)
    させた後、該両ビット信号を合成する演算部とよりなる
    角度演算機構において、 両ビット信号の重複する(N−S)ビットの内、重複す
    る上位の3ビット以上の複数ビットM(M<N−S)信
    号についてビットずれが生じている場合に、精の側の上
    位ビットMのビットずれ情報に基づいて補正信号を得、
    粗のビット信号側の対応するMビットについて前記補正
    値を加味して補正操作を行いながら、ビット演算を行う
    ことにより、精角度の検出信号と粗角度の検出信号のビ
    ットのずれを排除することを特徴とする角度演算機構。
  2. 【請求項2】 前記粗のビット信号側の対応するMビッ
    トについての補正操作により桁あげ、桁下げが生じた場
    合は、上位ビットに及ぶ算術演算を施して補正操作を行
    うことを特徴とする請求項1記載の角度演算機構。
JP29106696A 1996-10-14 1996-10-14 角度演算機構 Pending JPH10115516A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107340003A (zh) * 2017-07-03 2017-11-10 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种绝对信号校正方法及绝对信号的校正系统

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107340003A (zh) * 2017-07-03 2017-11-10 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种绝对信号校正方法及绝对信号的校正系统

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Effective date: 20040210