JPH11194006A - Angle measuring apparatus - Google Patents

Angle measuring apparatus

Info

Publication number
JPH11194006A
JPH11194006A JP72098A JP72098A JPH11194006A JP H11194006 A JPH11194006 A JP H11194006A JP 72098 A JP72098 A JP 72098A JP 72098 A JP72098 A JP 72098A JP H11194006 A JPH11194006 A JP H11194006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
potentiometer
region
rotation angle
point
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP72098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Yoshida
俊也 吉田
Yuichi Masuda
雄一 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Aviation Electronics Industry Ltd filed Critical Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority to JP72098A priority Critical patent/JPH11194006A/en
Publication of JPH11194006A publication Critical patent/JPH11194006A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an angle measuring apparatus in which it is possible to prevent a rotation angle detected in the boundary between regions for matching from becoming discontinuous, by a method wherein a region for matching is installed between voltage regions of a potentiometer, a weighting factor according to the distance between both adjacent regions is multiplied in a point inside the region for matching, and he rotation angle is detected. SOLUTION: A rotation angle θ1 corresponding to the output voltage V2 of a second potentiometer is detected in the voltage region A1 of a twin potentiometer, A rotation angle θ2 corresponding to an output voltage V1 is detected in a region A2 . A rotation angle θ2 , in which 360 deg. is subtracted from the rotation angle θ2 is detected in a region A2 '. Then, a region A3 for matching is installed between the region A1 and the region A2 '. A weighting factor is found in a point P inside the region A3 according to the ratio of electric power widths with reference to the electric power width -Va -L1 between a point Q5 and a point Q2 . The angles θ2 ', θ1 which are found by supposing that the point P is situated in the region A2 ' or the region A1 are multiplied respectively by weighting factros. The sum of both is regarded as a rotation angle θ3 in the region A3 for matching. By the same method, a rotation angle θ4 in a region A4 for matching is detected.

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360°検出2連
ポテンショメータを用いた角度計測装置に関し、特に不
感帯処理に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an angle measuring device using a 360 ° detecting dual potentiometer, and more particularly to dead zone processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の技術として、この発明を得る前の
段階で考えられた角度計測装置について説明する。この
装置に使用する360°検出2連ポテンショメータ5
は、図6に示すようにポテンショメータ(以下ポテンシ
ョと言う)1と2が互いに180°ずらして配される。
それぞれのリング状の抵抗体1b,2bの軸心に設けら
れた共通の回転軸3が外力によりθだけ回転されると、
それぞれの摺動子1b,2bが互いに連動して抵抗体1
a,1bと摺動接触し、電源電圧−V0 〜+V0 を回転
角θに応じて分圧した電圧を出力する。
2. Description of the Related Art As a conventional technique, an angle measuring apparatus which was considered before the present invention was obtained will be described. 360 ° detection dual potentiometer 5 used for this device
As shown in FIG. 6, potentiometers (hereinafter referred to as potentiometers) 1 and 2 are arranged so as to be shifted from each other by 180 °.
When the common rotating shaft 3 provided at the axis of each of the ring-shaped resistors 1b and 2b is rotated by θ by an external force,
The respective sliders 1b and 2b work in conjunction with each other to
a, 1b, and outputs a voltage obtained by dividing the power supply voltage −V 0 to + V 0 according to the rotation angle θ.

【0003】各ポテンショの抵抗体1a,1bの両端に
電源電圧+V0 ,−V0 が印加される。抵抗体1a,1
bの両端の間にあって、抵抗体の無い、角度幅が10°
程度の領域が不感帯である。一方のポテンショが不感帯
に入った時に、他方のポテンショの出力値を使用するこ
とにより、0°〜360°の角度検出が可能となる。ポ
テンショ1,2の出力電圧V1 ,V2 と摺動子1b,2
b(回転軸3)の回転角θとの関係を図8に示す。ポテ
ンショ1の特性を折れ線ABCDで、ポテンショ2の特
性を折れ線AEFGDで示している。αはポテンショ1
の不感帯幅であり、α1 +α2 はポテンショ2の不感帯
幅であり、α1 =α2 =α/2である。
The power supply voltages + V 0 , −V 0 are applied to both ends of the resistors 1a, 1b of each potentio. Resistors 1a, 1
between both ends of b, without resistor, angle width 10 °
A small area is a dead zone. When one potentiometer enters the dead zone, the output value of the other potentiometer can be used to detect an angle of 0 ° to 360 °. Output voltages V 1 and V 2 of potentiometers 1 and 2 and sliders 1 b and 2
FIG. 8 shows the relationship between b (rotation axis 3) and the rotation angle θ. The characteristics of potentio 1 are indicated by broken line ABCD, and the characteristics of potentio 2 are indicated by broken line AEFGD. α is potentiometer 1
Α 1 + α 2 is the dead zone width of the potentiometer 2, and α 1 = α 2 = α / 2.

【0004】ポテンショ1の出力電圧がV1 =V1a(Q
1 点)のとき、ポテンショ2の出力電圧がV2 =V
2a(Q3 点)とし、ポテンショ2の出力電圧がV2 =V
2b(Q2点)のとき、ポテンショ1の出力電圧がV1
1b(Q4 点)とする。V2a≦V 2 <V2b;V1b≦V1
≦0;0≦V1 <V1aの範囲をそれぞれポテンショの領
域A1 ,A2 ,A2 ′と呼ぶ。
When the output voltage of potentiometer 1 is V1= V1a(Q
1), The output voltage of potentiometer 2 is VTwo= V
2a(QThreePoint) and the output voltage of potentiometer 2 is VTwo= V
2b(QTwo), The output voltage of potentiometer 1 is V1=
V1b(QFourPoint). V2a≤V Two<V2bV1b≤V1
≦ 0; 0 ≦ V1<V1aRange of each
Area A1, ATwo, ATwo'.

【0005】直線EG上の電圧に対する角度θの変化率
は、(360−α)/2V0 である。直線AB及びCD
上のθの変化率も同じ値である。領域A1 では、任意の
H点の座標を(θ1 ,V2 )とし、三角形EHIの底辺
の長さをEIで表すと、V2 に対応する検出角度θ1
次の(1)式より求められる。
The rate of change of the angle θ with respect to the voltage on the straight line EG is (360−α) / 2V 0 . Straight lines AB and CD
The rate of change of θ above is the same value. In the area A 1 , when the coordinates of an arbitrary point H are (θ 1 , V 2 ) and the length of the base of the triangle EHI is represented by EI, the detection angle θ 1 corresponding to V 2 is given by the following equation (1). More required.

【0006】 θ1 =α1 +EI =α1 +{(360−α)/2V0 }(V0 +V2 ) …(1) 図9に示すように、領域A2 において、任意のPa点の
座標を(θ2 ,V1 )とする。直線ABを不感帯幅のα
だけ横に平行にずらせた直線をA′,B′とすると、点
Paを上方に2V0 ずらせた点JはA′B′の延長線上
にある。三角形A′JKの底辺の長さをA′Kで表す
と、V1 に対応する検出角度θ2 は次の(2)式で求め
られる。
[0006] θ 1 = α 1 + EI = α 1 + {(360-α) / 2V 0} (V 0 + V 2) ... (1) As shown in FIG. 9, in the region A 2, any point Pa The coordinates are (θ 2 , V 1 ). Set the straight line AB to α of the dead zone width.
Let A 'and B' be straight lines which are shifted laterally in parallel only, point J which is shifted point Pa upward by 2V 0 is on an extension of A'B '. If the length of the base of the triangle A′JK is represented by A′K, the detection angle θ 2 corresponding to V 1 can be obtained by the following equation (2).

【0007】 θ2 =α+A′K =α+{(360−α)/2V0 }(V1 +2V0 ) …(2) 図9に示すように、領域A2 ′において、直線AB上の
任意のPb点の座標を(θ2 ′,V1 )とする。Pb点
を横方向に360°平行移動したPc点は直線CDの延
長線上にあり、そのPc点の座標を(θ2 ,V1 )とす
ると、 θ2 =θ2 ′+360° …(3) θ2 ′を直接求めず、はじめにθ2 を求め、θ2 >36
0°のときに、 θ2 ′=θ2 −360° …(4) より、θ2 ′を求める。
Θ 2 = α + A′K = α + {(360−α) / 2V 0 } (V 1 + 2V 0 ) (2) As shown in FIG. 9, in the area A 2 ′, an arbitrary point on the straight line AB The coordinates of the point Pb are (θ 2 ′, V 1 ). The Pc point obtained by translating the Pb point by 360 ° in the horizontal direction is on an extension of the straight line CD. If the coordinates of the Pc point are (θ 2 , V 1 ), θ 2 = θ 2 ′ + 360 ° (3) Instead of directly finding θ 2 ′, first find θ 2 , then θ 2 > 36
At 0 °, θ 2 '= θ 2 -360 from ° ... (4), θ 2 ' Request.

【0008】上述のA2 領域におけるPa点の角度θ2
を求めたのと同様に、Pc点を上に2V0 だけずらした
点L(θ2 ,V1 +2V0 )を考え、三角形A′LMの
底辺の長さをA′Mで表すと、Pc点のV1 に対応する
検出角θ2 は次の(5)式で求められる。 θ2 =α+A′M =α+{(360−α)/2V0 }(V1 +2V0 ) …(5) (5)式は(2)式と全く同じであるので、演算に都合
がよい。
The angle θ 2 of the Pa point in the above-mentioned A 2 region
Similarly, when the point L (θ 2 , V 1 + 2V 0 ) is obtained by shifting the Pc point upward by 2V 0 , and the length of the base of the triangle A′LM is represented by A′M, The detection angle θ 2 corresponding to the point V 1 is obtained by the following equation (5). θ 2 = α + A′M = α + {(360−α) / 2V 0 } (V 1 + 2V 0 ) (5) Equation (5) is exactly the same as equation (2), which is convenient for calculation.

【0009】角度計測装置10では図7に示すように、ポ
テンショ1,2の出力電圧V1 ,V 2 をA/Dコンバー
タ7でデジタルデータDV1 ,DV2 にそれぞれ変換し
て角度演算部9に入力し、上述の検出角度θ(θ1 ,θ
2 ,θ2 ′)を演算する。
In the angle measuring device 10, as shown in FIG.
Output voltage V of tension 1, 21, V TwoA / D converter
Digital data DV with the data 71, DVTwoTo each
Input to the angle calculation unit 9 and the detected angle θ (θ1, Θ
Two, ΘTwo').

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】領域A1 とA2 ′との
境における検出角度θを考える。はじめに領域A1 に適
用する(1)式よりθ1 を求める。(1)式にV0
2.5V,V2 =V2a=−1.0Vを代入すると、 θ1 =α1 +{(360−α)/2V0 }(V0 +V2a) =α1 +108−0.3α=108+0.2α(α1 =α/2) =110(度) (α=10とする) …(6) 次に領域A2 に適用する(2)式よりθ2 を求める。
(2)式にV1 =V1a=1.55Vを代入すると、 θ2 =α+{(360−α)/2V0 }(V1a+2V0 ) =α+471.6−1.31α=471.6−0.31α =468.5(度) (α=10) θ2 >360(度)であるので、(4)式よりθ2 ′を
求める。
Consider a detection angle θ at the boundary between the areas A 1 and A 2 ′. First , θ 1 is obtained from the equation (1) applied to the area A 1 . In equation (1), V 0 =
Substituting 2.5 V, V 2 = V 2a = −1.0 V, θ 1 = α 1 + {(360−α) / 2V 0 } (V 0 + V 2a ) = α 1 + 108−0.3α = 108 + 0 .2α (α 1 = α / 2) = 110 (degrees) (assuming α = 10) (6) Next, θ 2 is obtained from the equation (2) applied to the area A 2 .
Substituting V 1 = V 1a = 1.55V into the equation (2), θ 2 = α + {(360−α) / 2V 0 } (V 1a + 2V 0 ) = α + 471.6-1.31α = 471.6 −0.31α = 468.5 (degrees) (α = 10) Since θ 2 > 360 (degrees), θ 2 ′ is obtained from equation (4).

【0011】 θ2 ′=θ2 −360=108.5(度) …(7) (6),(7)より、θ2 ′とθ1 との間に僅かの差が
存在することが分かる。領域の境における検出角度は、
理想的には式(1)を用いても、式(3)を用いても、
同じ結果が得られなければならない。しかしながら、ポ
テンショ1と2には製造ばらつきがあるので、出力電圧
値V1 ,V2 に誤差を伴う。そのため上述した例のよう
に、検出角度θはA1 とA2 ′との境界において不連続
となる。領域A1 とA2 の境界においても同様である。
このように不連続な検出角度θによって制御系を制御す
ると、制御が不安定になる原因となる。この発明は領域
の境界において検出角度に不連続が発生しないように処
理することを目的としている。
Θ 2 ′ = θ 2 -360 = 108.5 (degrees) (7) From (6) and (7), it can be seen that there is a slight difference between θ 2 ′ and θ 1. . The detection angle at the boundary of the area is
Ideally, using equation (1) or equation (3),
The same result must be obtained. However, since the potentiometers 1 and 2 have manufacturing variations, the output voltage values V 1 and V 2 involve errors. Therefore, as in the example described above, the detection angle θ is discontinuous at the boundary between A 1 and A 2 ′. The same applies to the boundary of the area A 1 and A 2.
When the control system is controlled by the discontinuous detection angle θ, the control becomes unstable. An object of the present invention is to perform processing so that a discontinuity does not occur in a detection angle at a boundary between regions.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、外力
により回転される回転軸を備えた2連ポテンショメータ
を有し、その2連ポテンショメータより出力される第
1、第2の分圧電圧V1,V2 より前記回転軸の回転角
度を演算する角度計測装置に関する。2連ポテンショメ
ータは、第1、第2のポテンショメータが共通の回転軸
の周りに互いに180°ずらして配され、それら第1、
第2のポテンショメータの不感帯(α度)を挟んだ両端
に正負の電源電圧+V0 及び−V0 が印加される。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a dual potentiometer having a rotating shaft rotated by an external force, and first and second divided voltages output from the dual potentiometer. The present invention relates to an angle measuring device that calculates the rotation angle of the rotating shaft from V 1 and V 2 . The dual potentiometer is such that the first and second potentiometers are arranged 180 ° apart from each other about a common axis of rotation, and the first and second potentiometers
Positive and negative power supply voltages + V 0 and −V 0 are applied to both ends of the second potentiometer across a dead zone (α degrees).

【0013】第1ポテンショメータの分圧電圧V1 がV
1 =0となる回転角度θをθ=0とする。第1ポテンシ
ョメータは、回転軸が1回転(θ=0°より反時計方向
に360°回転)すると、分圧電圧V1 は0からV0
直線状に変化した後、不感帯(α)を介して−V0 から
0に直線状に変化する。第2ポテンショメータは、回転
軸が前記1回転すると、分圧電圧V2 は不感帯(α/
2)を介して−V0 から+V0 に直線状に変化した後、
不感帯(α/2)となる。
When the divided voltage V 1 of the first potentiometer is V
The rotation angle θ at which 1 = 0 is set to θ = 0. When the rotating shaft makes one rotation (360 ° counterclockwise from θ = 0 °), the first potentiometer changes the divided voltage V 1 linearly from 0 to V 0 and then passes through the dead zone (α). It varies linearly from -V 0 0 Te. When the rotating shaft makes one rotation, the second potentiometer changes the divided voltage V 2 to the dead zone (α /
After changing linearly in + V 0 from -V 0 through 2),
It becomes a dead zone (α / 2).

【0014】V0 より小さい正の電圧Va を選定し、V
1 =Va のときのV2 の測定値をL 1 とし、V2 =Va
のときのV1 の測定値をL2 とする。−Va ≦V2 ≦V
a の範囲(領域A1 )では、 θ1 =α/2+{(360−α)/2V0 }(V0 +V
2 )(度) より回転角度を演算する。−Va ≦V1 ≦0の範囲(領
域A2 )では、 θ2 =α+{(360−α)/2V0 }(V1 +2
0 )(度) より回転角度で演算する。0≦V1 ≦Va の範囲(領域
2 ′)では、 θ2 ′=θ2 −360(度) より回転角度で演算する。L1 ≦V2 ≦−Va の範囲
(領域A3 )では、γ1 =(V2 −L1 )/(−Va
1 )とするとき θ3 =γ1 θ1 +(1−γ1 )θ2 ′ より回転角度で演算する。L2 ≦V1 ≦−Va の範囲
(領域A4 )では、γ2 =(V1 −L2 )/(−Va
2 )とするとき、 θ4 =(1−γ2 )θ1 +γ2 θ2 より回転角度を演算する。
V0Less positive voltage VaAnd V
1= VaV whenTwoThe measured value of L 1And VTwo= Va
V when1The measured value of LTwoAnd -Va≤VTwo≤V
a(Area A1), Θ1= Α / 2 + {(360−α) / 2V0} (V0+ V
Two) (Degree) to calculate the rotation angle. -Va≤V1≤0 range (territory
Area ATwo), ΘTwo= Α + {(360−α) / 2V0} (V1+2
V0) (Degrees) to calculate the rotation angle. 0 ≦ V1≤VaRange (area
ATwo'), ΘTwo'= ΘTwoThe rotation angle is calculated from -360 (degrees). L1≤VTwo≤-VaRange
(Area AThree), Γ1= (VTwo-L1) / (− Va
L1) And θThree= Γ1θ1+ (1-γ1) ΘTwo′ Calculate with rotation angle. LTwo≤V1≤-VaRange
(Area AFour), ΓTwo= (V1-LTwo) / (− Va
LTwo), ΘFour= (1-γTwo) Θ1+ ΓTwoθTwo The rotation angle is calculated more.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】この発明では、図1に示すよう
に、領域A1 とA2 ′との間及びA1 とA2 との間に整
合用の領域A3 及びA4 をそれぞれ設けると共に検出角
度の演算式を工夫して各領域の境界で、検出角度θに不
連続が出ないようにしている。ポテンショ1のθ−V特
性においてV1 =Va (=1.05V)となる点をQ 1
とし、ポテンショ1の出力電圧がV1 =Va のとき、ポ
テンショ2の出力電圧をV2 =L1 (点Q5 の電圧値)
とする。ポテンショ2のθ−V特性上において、V2
−Va (=−1.05V)となる点をQ2 とする。ポテ
ンショ2のθ−V特性上において、V2 =Va (=1.
05V)となる点をQ3 とし、ポテンショ2の出力電圧
がV2 =Va のとき、ポテンショ1の出力電圧をL
2 (点Q6 の電圧値)とする。ポテンショ1のθ−V特
性上において、V1 =−Va (=1.05V)となる点
をQ4 とする。従来と同様にα,α1 ,α2 は不感帯幅
でα1=α2 =α/2である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, as shown in FIG.
In the area A1And ATwo'And A1And ATwoBetween
Area A for joint useThreeAnd AFourAnd the detection angle
By devising the calculation formula of degree, the detection angle θ is not
I try not to make a continuation. Potential 1 θ-V characteristics
V in sex1= Va(= 1.05V) 1
And the output voltage of potentiometer 1 is V1= VaWhen
Output voltage of tension 2 is VTwo= L1(Point QFiveVoltage value)
And On the θ-V characteristic of potentiometer 2, VTwo=
-Va(= -1.05V)TwoAnd Pote
On the θ-V characteristic of theTwo= Va(= 1.
05V)ThreeAnd the output voltage of potentiometer 2
Is VTwo= VaWhen the output voltage of the potentiometer 1 is L
Two(Point Q6Voltage value). Potential 1 θ-V characteristics
Sexually, V1= -Va(= 1.05V)
To QFourAnd Α, α1, ΑTwoIs the dead zone width
And α1= ΑTwo= Α / 2.

【0016】 −Va ≦V2 ≦Va …(8) の電圧範囲を領域A1 とし、 −Va ≦V1 ≦0 …(9) の電圧範囲を領域A2 とし、 0≦V1 ≦Va …(10) の電圧範囲を領域A2 ′とし、 L1 ≦V2 ≦−Va …(11) の電圧範囲を領域A3 とし、 L2 ≦V1 ≦−Va …(12) の電圧範囲を領域A4 とする。(1)領域A1 において
は、出力電圧V2 に対応する検出角度θ1 を図2の直線
EG上の点H(θ1 ,V2 )で代表させてある。θ1
従来例の領域A1 の場合と同じで既に述べた(1)式で
求められる。再記すれば θ1 =α1 +EI =α1 +{(360−α)/2V0 }(V0 +V2 )(度) …(1) (2)領域A2 においては、出力電圧V1 に対応する検
出角度θ1 を図3の直線CD上の点Pa(θ2 ,V1
で代表させてある。θ2 は従来例の領域A2 の場合と同
じで、既に述べた(2)式で求められる。再記すれば、 θ2 =α+A′K =α+{(360−α)/2V0 }(V1 +2V0 ) …(2) (3)領域A2 ′においては、V2 とθ1 の対応を図4
の直線AB上の点Pb(θ2 ′,V1 )で代表させてあ
る。従来例の領域A2 ′の場合と同じで、点Pbを横に
平行移動した点Pc(θ2 ,V1 )、点Pcを更に上に
移動した点L(θ 2 ,V1 +2V0 )を考え、θ2 =θ
2 ′+360°を既に述べた(2)式と同じ(5)式よ
り求める。再記すれば θ2 =α+A′M =α+{(360−α)/2V0 }(V1 +2V0 ) …(5) θ2 >360となるので、 θ2 ′=θ2 −360(度) …(4) とすればよい。(4)領域A3 において、図5の直線Q
5 2 上の点P(Q3 ,V2 )の検出角度θ3 を求める
ものとする。点Pと点Q5との電圧幅V2 −L1 が点Q
5 と点Q 2 の電圧幅−Va −L1 に対する割合 γ1 =(V2 −L1 )/(−Va −L1 ) …(13) が例えば、γ1 =0.1(10%)であれば、点Pは領
域A1 から遠く、領域A 2 ′に極めて近い位置にあるの
で、点Pが領域A2 ′にあると仮定して(5),(4)
式より求めた角度θ2 ′に1−γ1 =0.9の重みを付
けた角度(1−γ 1 )θ2 ′と、点Pが領域A1 にある
と仮定して(1)式より求めた角度θ1 にγ1 =0.1
の重みを付けた角度γθ1 とを加算した値を点Pに対応
する検出角度θ3 とする。即ち、 θ3 =γ1 θ1 +(1−γ1 )θ2 ′ …(14) このようにすると、点Pが領域A2 ′とA3 との境界の
点Q5 に存在したとき、γ1 =0であるから、θ3 =θ
2 ′となり、領域A2 ′の上限における検出角度に一致
する。また点Pが領域A3 とA1 との境界の点Q2 に存
在したとき、γ 1 =1であるから、θ3 =θ1 となり、
領域A1 の下限における検出角度に一致する。このよう
に両境界において検出角度に不連続が生じない。(5)
領域A4 においても、領域A3 と同様に考え、図5Bの
点P(θ4 ,V2)で代表させる。点PとQ6 の間の電
圧幅(V1 −L2 )の点Q6 ,Q4 の間の電圧幅−Va
−L2 に対する比率γ2 γ2 =(V1 −L2 )/(−Va −L2 ) …(15) を用いて、点Pが領域A1 にあると仮定して求めたθ1
に重み(1−γ2 )を付け、点Pが領域A2 にあると仮
定して求めたθ2 に重みγ2 を付けて、 θ4 =(1−γ2 )θ1 +γ2 θ2 …(16) を検出角度とする。
-Va≤VTwo≤Va ... (8)1And −Va≤V1≦ 0 (9)TwoAnd 0 ≦ V1≤Va ... the voltage range of (10)Two'And L1≤VTwo≤-Va ... the voltage range of (11)ThreeAnd LTwo≤V1≤-Va ... the voltage range of (12)FourAnd (1) Area A1At
Is the output voltage VTwoDetection angle θ corresponding to1Is the straight line in FIG.
The point H on the EG (θ1, VTwo). θ1Is
Conventional area A1In the same manner as in the above,
Desired. If rewritten, θ1= Α1+ EI = α1+ {(360-α) / 2V0} (V0+ VTwo) (Degrees) (1) (2) Area ATwo, The output voltage V1Inspection corresponding to
Outgoing angle θ1To the point Pa (θ on the straight line CD in FIG.Two, V1)
It is represented by. θTwoIs the area A of the conventional exampleTwoSame as
By the way, it is obtained by the above-mentioned equation (2). In other words, θTwo= Α + A′K = α + {(360−α) / 2V0} (V1+ 2V0) (2) (3) Area ATwo', VTwoAnd θ1Figure 4
Pb (θ on the straight line ABTwo', V1)
You. Conventional area ATwo', The point Pb
The point Pc (θTwo, V1), Point Pc further up
The moved point L (θ Two, V1+ 2V0), ΘTwo= Θ
Two'+ 360 ° is the same as the previously described equation (2).
Request. If rewritten, θTwo= Α + A′M = α + {(360−α) / 2V0} (V1+ 2V0)… (5) θTwo> 360, so θTwo'= ΘTwo-360 (degrees) (4) (4) Area AThree, The straight line Q in FIG.
FiveQTwoThe upper point P (QThree, VTwo) Detection angle θThreeAsk for
Shall be. Voltage width V between point P and point Q5Two-L1Is point Q
FiveAnd point Q TwoVoltage width -Va-L1Ratio γ1= (VTwo-L1) / (− Va-L1) ... (13) is, for example, γ1= 0.1 (10%), the point P is
Area A1Far from area A Two’Is very close to
And the point P is in the area ATwo'(5), (4)
Angle θ obtained from the formulaTwo'To 1-γ1= Weight 0.9
The beam angle (1-γ 1) ΘTwo'And point P is in area A1It is in
And the angle θ obtained from equation (1)1To γ1= 0.1
Weighted angle γθ1Corresponds to the point P
Detection angle θThreeAnd That is, θThree= Γ1θ1+ (1-γ1) ΘTwo'(14) In this way, the point P becomes the area ATwo'And AThreeOf the border with
Point QFiveWhen γ1= 0, θThree= Θ
Two'And the area ATwoMatches the detection angle at the upper limit of ′
I do. Point P is in area AThreeAnd A1Point Q at the boundary withTwoExist
When present, γ 1= 1, so θThree= Θ1Becomes
Area A1Coincides with the detection angle at the lower limit of. like this
In addition, there is no discontinuity in the detection angle at both boundaries. (5)
Area AFourAlso in the area AThreeIn the same way as in FIG.
Point P (θFour, VTwo). Points P and Q6Electricity between
Pressure range (V1-LTwoPoint Q)6, QFourVoltage width between -Va
-LTwoRatio γTwo γTwo= (V1-LTwo) / (− Va-LTwo)... (15), the point P is set to the area A1Θ assuming that1
Weight (1-γTwo), And the point P is in the area ATwoIt is temporary
ΘTwoWeight γTwoAnd θFour= (1-γTwo) Θ1+ ΓTwoθTwo ... (16) is the detection angle.

【0017】このようにすると点Pが領域A4 の下限の
6 にあると、γ2 =0で、θ4 =θ1 となり、領域A
1 の上限の値に一致する。また点Pが領域A4 の上限の
4にあれば、γ2 =1で、θ4 =θ2 となり、領域A
2 の下限の値に一致する。このように、領域A1 とA4
の境界及びA4 とA2 の境界での検出角度に不連続は生
じない。
If the point P is located at the lower limit Q 6 of the area A 4 , γ 2 = 0 and θ 4 = θ 1 .
Matches the value of 1 upper limit. If the point P is located at the upper limit Q 4 of the area A 4 , γ 2 = 1, θ 4 = θ 2 , and the area A 4
Matches the lower limit of 2 . Thus, areas A 1 and A 4
It does not occur discontinuity of the detection angle of the boundary, and A 4 and A 2 of the boundary.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明では、ポテンショの電圧領域A
2 ′とA1 との間に整合用の領域A3を設け、領域A3
内の点Pでは、両隣接する領域A2 ′,A1 との近さに
応じた重み係数(1−γ1 )及びγ1 を、点Pが領域A
2 ′またはA1 にあると仮定して求めた角度θ2 ′,θ
1 にそれぞれ乗算して、両者の和をもって検出角度θ3
としている。
According to the present invention, the voltage range A of the potential
A region A 3 for alignment is provided between 2 ′ and A 1, and a region A 3
Is a weight coefficient (1−γ 1 ) and γ 1 according to the proximity to both adjacent areas A 2 ′ and A 1, and point P is an area A
2 'or angle theta 2 was determined on the assumption that in A 1', theta
1 is multiplied, and the detection angle θ 3
And

【0019】また領域A1 とA2 の間にも整合用の領域
4 を設け、同様の処理を行い、これらの処理によっ
て、領域A3 ,A4 の両端の境界において検出角度に不
連続が生じないようにすることができる。
[0019] Also provided area A 4 for alignment between the regions A 1 and A 2, performs the same processing, the discontinuity by these processes, the detection angle at both ends boundary area A 3, A 4 Can be prevented from occurring.

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

【図1】この発明の角度計測装置で使用する2連ポテン
ショの回転角度に対する出力電圧特性とポテンショの電
圧領域を示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing output voltage characteristics and a voltage range of a potentiometer with respect to a rotation angle of a dual potentiometer used in the angle measuring device of the present invention.

【図2】図1の領域A1 内の出力電圧V2 に対する検出
角度θ1 の求め方を説明するためのグラフ。
FIG. 2 is a graph for explaining how to obtain a detection angle θ 1 with respect to an output voltage V 2 in an area A 1 in FIG.

【図3】図1の領域A2 内の出力電圧V2 に対する検出
角度θ2 の求め方を説明するためのグラフ。
FIG. 3 is a graph for explaining how to obtain a detection angle θ 2 with respect to an output voltage V 2 in an area A 2 in FIG. 1;

【図4】図1の領域A2 ′内の出力電圧V2 に対する検
出角度θ2 ′の求め方を説明するためのグラフ。
FIG. 4 is a graph for explaining how to obtain a detection angle θ 2 ′ with respect to an output voltage V 2 in an area A 2 ′ of FIG.

【図5】図1の領域A3 及びA4 内の出力電圧V2 及び
1 に対する検出角度θ3 及びθ4 の求め方を説明する
ためのグラフ。
Figure 5 is a graph illustrating a method of obtaining detection angle theta 3 and theta 4 for regions A 3 and the output voltage V 2 and V 1 of the the A 4 in FIG. 1.

【図6】2連ポテンショの原理的な構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a basic configuration of a double potentiometer.

【図7】従来及びこの発明の角度計測装置のブロック
図。
FIG. 7 is a block diagram of an angle measuring device according to the related art and the present invention.

【図8】従来の角度計測装置で使用する2連ポテンショ
の回転角度に対する出力電圧特性とポテンショの電圧領
域を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing output voltage characteristics and a voltage range of a potentiometer with respect to a rotation angle of a dual potentiometer used in a conventional angle measuring device.

【図9】図8の領域A2 及びA2 ′内の出力電圧V1
対する検出角度θ2 ,θ2 ′の求め方を説明するための
グラフ。
9 is a graph for explaining how to obtain detection angles θ 2 and θ 2 ′ with respect to output voltages V 1 in regions A 2 and A 2 ′ in FIG.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外力により回転される回転軸を備えた2
連ポテンショメータを有し、その2連ポテンショメータ
より出力される第1、第2の分圧電圧V1 ,V2 より前
記回転軸の回転角度を演算する角度計測装置において、 前記2連ポテンショメータは、第1、第2のポテンショ
メータが共通の回転軸の周りに互いに180°ずらして
配され、それら第1、第2のポテンショメータの不感帯
(α度)を挟んだ両端に正負の電源電圧+V0 及び−V
0 が印加され、 前記第1ポテンショメータの分圧電圧V1 がV1 =0と
なる回転角度θをθ=0とし、 前記第1ポテンショメータは、回転軸が1回転(θ=0
°より反時計方向に360°回転)すると、分圧電圧V
1 は0からV0 に直線状に変化した後、不感帯(α)を
介して−V0 から0に直線状に変化し、 前記第2ポテンショメータは、回転軸が前記1回転する
と、分圧電圧V2 が不感帯(α/2)を介して−V0
ら+V0 に直線状に変化した後、不感帯(α/2)とな
り、 V0 より小さい正の電圧Va を選定し、V1 =Va のと
きのV2 の測定値をL 1 とし、V2 =Va のときのV1
の測定値をL2 とし、 −Va ≦V2 ≦Va の範囲(領域A1 )では θ1 =α/2+{(360−α)/2V0 }(V0 +V
2 )(度) より回転角度を演算し、 −Va ≦V1 ≦0の範囲(領域A2 )では θ2 =α+{(360−α)/2V0 }(V1 +2
0 )(度) より回転角度を演算し、 0≦V1 ≦Va の範囲(領域A2 ′)では θ2 ′=θ2 −360(度) より回転角度を演算し、 L1 ≦V2 ≦−Va の範囲(領域A3 )ではγ1 =(V
2 −L1 )/(−Va −L1 )とするとき θ3 =γ1 θ1 +(1−γ1 )θ2 ′ より回転角度を演算し、 L2 ≦V1 ≦−Va の範囲(領域A4 )ではγ2 =(V
1 −L2 )/(−Va −L2 )とするとき、 θ4 =(1−γ2 )θ1 +γ2 θ2 より回転角度を演算することを特徴とする角度計測装
置。
1. A power supply having a rotary shaft rotated by an external force.
Having a continuous potentiometer, its dual potentiometer
Output first and second divided voltages V1, VTwobefore that
In the angle measuring device for calculating the rotation angle of the rotating shaft, the double potentiometer may include a first potentiometer and a second potentiometer.
Meters are 180 ° shifted from each other about a common axis of rotation
Dead zones of the first and second potentiometers
(Α degrees) between the positive and negative power supply voltage + V0And -V
0Is applied, and the divided voltage V of the first potentiometer is applied.1Is V1= 0 and
Is set to θ = 0, and the first potentiometer rotates the rotation axis once (θ = 0).
(360 ° counter-clockwise), the divided voltage V
1Is 0 to V0After changing linearly, the dead zone (α)
Through -V0From 0 to 0, and the rotation axis of the second potentiometer makes one rotation.
And the divided voltage VTwoIs -V through the dead zone (α / 2)0Or
+ V0After changing linearly to the dead zone (α / 2)
And V0Less positive voltage VaAnd V1= VaNoto
Mushroom VTwoThe measured value of L 1And VTwo= VaV when1
The measured value of LTwoAnd −Va≤VTwo≤Va(Area A1)1= Α / 2 + {(360−α) / 2V0} (V0+ V
Two) (Degrees) to calculate the rotation angle,a≤V1≤0 (region ATwo)Two= Α + {(360−α) / 2V0} (V1+2
V0) (Degrees) to calculate the rotation angle, 0 ≦ V1≤Va(Area ATwo′)Two'= ΘTwoCalculate the rotation angle from -360 (degrees)1≤VTwo≤-Va(Area AThree) Is γ1= (V
Two-L1) / (− Va-L1) And θThree= Γ1θ1+ (1-γ1) ΘTwo′ To calculate the rotation angle, LTwo≤V1≤-Va(Area AFour) Is γTwo= (V
1-LTwo) / (− Va-LTwo), ΘFour= (1-γTwo) Θ1+ ΓTwoθTwo Angle measuring device characterized by calculating the rotation angle more
Place.
JP72098A 1998-01-06 1998-01-06 Angle measuring apparatus Pending JPH11194006A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP72098A JPH11194006A (en) 1998-01-06 1998-01-06 Angle measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP72098A JPH11194006A (en) 1998-01-06 1998-01-06 Angle measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11194006A true JPH11194006A (en) 1999-07-21

Family

ID=11481596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP72098A Pending JPH11194006A (en) 1998-01-06 1998-01-06 Angle measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11194006A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673869A (en) * 2013-12-10 2014-03-26 中联重科股份有限公司 Angle detecting device, method and system
JP2015129686A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 アルプス電気株式会社 rotation angle detection device
CN107655456A (en) * 2017-10-16 2018-02-02 广州市建设工程质量安全检测中心 A kind of high-precision pendulum resistance-type inclination measurement device for being used to monitor and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103673869A (en) * 2013-12-10 2014-03-26 中联重科股份有限公司 Angle detecting device, method and system
CN103673869B (en) * 2013-12-10 2017-01-11 中联重科股份有限公司 Angle detecting device, method and system
JP2015129686A (en) * 2014-01-08 2015-07-16 アルプス電気株式会社 rotation angle detection device
CN107655456A (en) * 2017-10-16 2018-02-02 广州市建设工程质量安全检测中心 A kind of high-precision pendulum resistance-type inclination measurement device for being used to monitor and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000131006A (en) Relative straight line position measuring device
JPWO2003081182A1 (en) Angle detection device and angle detection system
JP2003065795A (en) Adjustment for magnetic resistance angle sensor
JP3930227B2 (en) Surveyor equipped with magnetic encoder and magnetic encoder
US7550965B2 (en) Angular position measurement device
JPH11194006A (en) Angle measuring apparatus
JP2011123815A (en) Touch panel device
TWI678893B (en) A rotary encoder eccentricity correction apparatus
US6418388B1 (en) Arrangement for offset compensation of two orthogonal test signals
JPH06175771A (en) Position detector and position detecting and displaying device
JPH11194160A (en) Amplifying circuit for reluctance element
US6307366B1 (en) Object position sensor using magnetic effect device
Kim et al. Smooth surface extension with curvature bound
Sablonnière Bernstein-type quasi-interpolants
JPS60247171A (en) Semiconductive flow speed detector
JP3913832B2 (en) Circular interpolation processing method
JPS6191577A (en) Rotary magnetic field detector
JP3733397B2 (en) Multi-directional tilt detector
JPH1082639A (en) Azimuth-detecting apparatus
JP2010237913A (en) Coordinate correction method
JP2004020481A (en) Cam profile measuring device and cam profile measuring method
JPH06331382A (en) Position detector
JP2002303537A (en) Magnetic encoder and method of reducing harmonic error thereof
JP3251664B2 (en) Position detection device
JPH046412A (en) Moving-amount detecting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20041118

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20051104

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061110

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070109

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070612