JPS60107521A - Rotary sensor - Google Patents

Rotary sensor

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JPS60107521A
JPS60107521A JP21555283A JP21555283A JPS60107521A JP S60107521 A JPS60107521 A JP S60107521A JP 21555283 A JP21555283 A JP 21555283A JP 21555283 A JP21555283 A JP 21555283A JP S60107521 A JPS60107521 A JP S60107521A
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JP
Japan
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light
output
pulse
exclusive
light receiving
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Application number
JP21555283A
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Japanese (ja)
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JPH0441284B2 (en
Inventor
Takanori Sawai
沢井 孝典
Toshihiro Toda
戸田 敏宏
Yoshinobu Kobayashi
祥延 小林
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60107521A publication Critical patent/JPS60107521A/en
Publication of JPH0441284B2 publication Critical patent/JPH0441284B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24404Interpolation using high frequency signals

Abstract

PURPOSE:To detect a count error by guiding light from a light emitting element to two photodetecting elements intermittently through a rotary disk, and counting it by a counter. CONSTITUTION:Photocurrents of the 1st photodetecting element 11 of a front photodetection side unit and the 2nd photodetecting element 12 of a rear photodetection side unit are amplified by amplifiers 13 and 14 and shaped into pulse trains of 0 and 1. Outputs (a) and (b) of the amplifiers 13 and 14 are inputted to two input terminals of an exclusive OR gate 15 and ORed exclusively to input an absolute differential value output (c) to the clock input of the counter 16. Then, the least significant digit LSB (0 in this case) and the pulse train (a) are ORed (e) exclusively by an exclusive OR gate 17 for count error detection. The exclusive OR output (e) is 0 when the outputs (a) and (d) are equal and 1 when not. When the LSB output (d) is an error pulse, the outputs (d) and (a) are different, so an error signal appears at the output (e).

Description

【発明の詳細な説明】 (ア)技術分野 この発明は、回転体その他の運動体の変位置や速度を検
出するだめの回転センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Technical Field The present invention relates to a rotation sensor for detecting the position and speed of a rotating body or other moving body.

直線運動を歯車などを使って回転連動に変える事ができ
る。回転体の回転数や回転速度は、エンコーダによって
測定できる。エンコーダにょシ、直線運動、回転運動の
速さ、変位を測定できる。
Linear motion can be converted to rotation by using gears. The rotational speed and rotational speed of the rotating body can be measured by an encoder. Encoder speed, linear motion, rotational motion speed, and displacement can be measured.

エンコーダを含め、回転運動の変位を測定するものをこ
こで回転センサという。
A device that measures the displacement of rotational motion, including an encoder, is referred to here as a rotation sensor.

回転センサは、回転量が限られている時は、ポテンシオ
メータなどを用いることもある。
As the rotation sensor, a potentiometer or the like may be used when the amount of rotation is limited.

捷た、磁気によって、回転数を測るものもある。Some measure the rotational speed using twisted magnetism.

これはディスクと回転する測定体とを連結し、ディスク
に永久磁石を付けておき、ディスク近傍にホール素子、
サーチコイルなどを設けておくものである。永久磁石の
接近、離隔によりホール電圧や起電力が生じるから、こ
れをカクントして回転数を知ることができる。
This connects a disk and a rotating measurement object, attaches a permanent magnet to the disk, and places a Hall element near the disk.
A search coil or the like is provided. Hall voltage and electromotive force are generated by the approach and separation of permanent magnets, so the rotation speed can be determined by calculating this.

この他にも、多数の歯車を組合わせだ機械的な回転セン
サも存在する。
In addition to these, there are also mechanical rotation sensors that combine a large number of gears.

しかし、最も精度よく、迅速に測定できる回転センサは
、光を用いるものである。
However, the most accurate and quickest rotation sensor is one that uses light.

(イ)従来技術 光を用いる回転センサは、 (1)発光素子 (2) 受光素子 (3) 円周面上に一定間隔で多数の開口を設けた回転
円板 などよりなる。発光素子と受光素子を円板の両側に対向
するように設置し、発光素子からの光が開口を通って受
光素子に入るようにする。光は円板の非開口の部分によ
って遮断されるから、受光素子の出力はこの時0である
。開口と発光素子、受光素子が線上に並ぶとき、受光素
子の出力は1となる。
(B) Prior Art A rotation sensor using light consists of (1) a light emitting element, (2) a light receiving element, and (3) a rotating disk having a number of openings provided at regular intervals on a circumferential surface. A light-emitting element and a light-receiving element are placed so as to face each other on both sides of the disk, so that light from the light-emitting element enters the light-receiving element through the opening. Since the light is blocked by the non-apertured portion of the disk, the output of the light receiving element is 0 at this time. When the aperture, the light emitting element, and the light receiving element are lined up on a line, the output of the light receiving element is 1.

受光素子の出力には、開口の通過に対応するパルスが生
ずる。そこで、パルス数をカウントすれば、発光素子と
受光素子とを結ぶ光軸を横切った開口の数を知ることが
できる。こうして回転体の変位、速さを計算できること
になる。
A pulse corresponding to passage through the aperture is generated at the output of the light receiving element. Therefore, by counting the number of pulses, it is possible to know the number of apertures that cross the optical axis connecting the light emitting element and the light receiving element. In this way, the displacement and speed of the rotating body can be calculated.

発光素子として、発光ダイオード、レーザダイオードな
どを用いることができる。受光素子として、ホトダイオ
ード、ホトセル、光電管など適当な光電変換素子を使う
ことができる。
A light emitting diode, a laser diode, etc. can be used as the light emitting element. As the light receiving element, a suitable photoelectric conversion element such as a photodiode, a photocell, or a phototube can be used.

まだ、発光素子を含む駆動回路も一体化した光電スイッ
チ(送信側)と、受光素子を含む増幅回路も一体化しだ
光電スイッチ(受信側)とを、円板の両側に設けること
もある。
Still, a photoelectric switch (on the transmitting side) that is also integrated with a driving circuit including a light emitting element, and a photoelectric switch (on the receiving side) that is also integrated with an amplifier circuit that includes a light receiving element are sometimes provided on both sides of the disk.

このような回転センサは、カウントエラーを検出できな
い、という欠点がある。
Such rotation sensors have the disadvantage that they cannot detect counting errors.

受光素子に於て得られたパルス信号は、カタンクで計数
するが、時として、計数もれを起す可能性がある。また
、ノイズによって、誤ってカウントする可能性もある。
The pulse signals obtained by the light receiving element are counted using a counter, but sometimes there is a possibility that a counting error may occur. Furthermore, noise may cause erroneous counting.

従ffiの回転センサは、カウントエラー検出機能を持
っていないので、カウントエラーがあっても、これを知
る事ができない。
The secondary ffi rotation sensor does not have a count error detection function, so even if there is a count error, it cannot be detected.

(つ)発明の構成 本発明は、回転円板の開口部に対して同位相でない位置
に設けられた2つの受光素子を用いる。
(1) Structure of the Invention The present invention uses two light-receiving elements provided at positions that are not in the same phase with respect to the opening of the rotating disk.

必要であれば、発光素子も2つにする。If necessary, use two light emitting elements.

受光素子で受けた信号は、位相の異なる2つのパルス(
ig号列となるから、回転円板の回転方向が分る。
The signal received by the photodetector is composed of two pulses with different phases (
Since this is the ig sequence, the direction of rotation of the rotating disk can be determined.

位相の異なる2組の受信信号から、微分絶対値波形を作
り、これをカタンクで計算する。
A differential absolute value waveform is created from two sets of received signals with different phases, and this is calculated using Katank.

カクンタの最下位ビット(LSB:LeastSign
ificant Bit)は、微分絶対値波形のパルス
の立上り(又は立下り)ごとに出力の値が変化する。
Kakunta's least significant bit (LSB: LeastSign)
ificant Bit), the output value changes every time the pulse of the differential absolute value waveform rises (or falls).

微分絶対値波形は、受信信号の立上りと立下りで、短い
パルスを生ずるものであり、これをカクンタに入れるか
ら、LSBは受信信号の立上り(又は立下り)と同期し
て立−Lる(又は立下り)はずである。
The differential absolute value waveform generates short pulses at the rising and falling edges of the received signal, and since these are put into the kakunta, the LSB rises and falls in synchronization with the rising (or falling) of the received signal ( or falling).

従って、受信信号とLSBの出力は常に等しいはずであ
る。両者が一致すればカウントエラーが々く、両者が不
一致であればカウントエラーが発生しているのである。
Therefore, the received signal and the LSB output should always be equal. If the two match, there is a high count error, and if the two do not match, a count error has occurred.

第1図は本発明の回転センサの略構成斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of the rotation sensor of the present invention.

発光側ユニット1と受光側ユニット2とが互に対向して
設置されている。いずれも、2つのユニットが隣接して
設けられている。ひとつのユニットには発光素子、発光
素子駆動回路或は、受光素子、受信信号増幅器などを内
蔵する。
A light emitting side unit 1 and a light receiving side unit 2 are installed facing each other. In both cases, two units are provided adjacent to each other. One unit contains a light emitting element, a light emitting element driving circuit, a light receiving element, a received signal amplifier, etc.

発光側ユニット1と受光側ユニット2の間((は、回転
円板3が設けられる。回転主軸4ば、速度を測定すべき
回転体、直線運動体と、直接、又は歯車列などを介して
連絡している。
Between the light-emitting unit 1 and the light-receiving unit 2, a rotating disk 3 is provided. I'm in touch.

回転円板3の円周上には、対称な位置に、数多くの開口
部5が穿たれている。開口部5を通して発光側ユニット
1から受光側ユニット2へ光が伝達される。開口部5以
外の遮光部6は、この光を遮断する。つまシ、発光素子
と受光素子を結ぶ光軸上に、開口部5、遮光部6が交代
に現われる。
A large number of openings 5 are bored at symmetrical positions on the circumference of the rotating disk 3. Light is transmitted from the light emitting unit 1 to the light receiving unit 2 through the opening 5 . The light blocking portion 6 other than the opening 5 blocks this light. An opening 5 and a light shielding part 6 appear alternately on the optical axis connecting the light emitting element and the light receiving element.

回転円板3の中心に関する開口部ひとつあたりの中心角
α、遮光部ひとつあたりの中心角βは、それぞれ全て等
しい。開口部5の円周上の分布数nは、1以上であれば
よいが、ふつうは数十〜数百程度である。
The central angle α for each opening and the central angle β for each light shielding portion with respect to the center of the rotating disk 3 are all equal. The distribution number n of the openings 5 on the circumference may be 1 or more, but is usually about several tens to several hundreds.

(α十β)n二360° 0) である。nが大きければ、精度が上る。(α1β)n2360°0) It is. The larger n is, the higher the accuracy is.

受光側ユニット2の内、回転円板3の回転方向に関し前
方にあるものをa、後方にあるものをbとする。
Among the light-receiving side units 2, the one located at the front with respect to the rotational direction of the rotary disk 3 is designated as a, and the one located at the rear is designated as b.

第2図に示すように、開口部5、遮光部6を横切る時間
がa、bによって異なる。前方(a)の受光素子を第1
受光素子、後方(b)の受光素子を第2受光素子と呼ぶ
As shown in FIG. 2, the time taken to cross the opening 5 and the light shielding part 6 differs depending on a and b. The front light receiving element (a) is the first
The light-receiving element, the rear light-receiving element (b) is called a second light-receiving element.

回転円板3の開口部5は、第1受光素子から、第2受光
素子の方へ動く。受光素子が開1コ部5に対応する位置
にある時、発光側ユニット1からの光が到達するから、
光電流が流れる。これを適当に増幅すると、光電流の有
、無に対応し、1′”、“0′”の二値をとるパルス信
号列が得られる。
The opening 5 of the rotating disk 3 moves from the first light receiving element towards the second light receiving element. When the light receiving element is in the position corresponding to the opening 1 part 5, the light from the light emitting unit 1 reaches.
A photocurrent flows. When this is appropriately amplified, a pulse signal train is obtained which takes two values, 1' and 0', corresponding to the presence or absence of photocurrent.

2つの受光素子の位置が異なるから、パルス信号列は位
相が異なる。
Since the positions of the two light receiving elements are different, the pulse signal trains have different phases.

第4図は各部分に於けるパルス波形図を示す。FIG. 4 shows pulse waveform diagrams at each portion.

(a) Irj:、前受光ユニツ)aの第1受光素子1
1の受信信号を例示する。(b)は後受光ユニツ)bの
第2受光素子12の受信信号を例示する。
(a) Irj:, front light receiving unit) first light receiving element 1 of a
1 is an example of a received signal. (b) illustrates the received signal of the second light receiving element 12 of the rear light receiving unit) b.

同一のパルス列であるが、bの方が遅れている。Although they are the same pulse train, b is delayed.

遅れ時間をも″とする。The delay time is also ``.

前後受光ユニノ)a、bの間隔をdとする。回転円′#
i、3の、中心軸から開口部5の中心捷での距離をR1
回転円板3の角速度をΩとする。
Front and rear light receiving unit) Let the interval between a and b be d. Rotating circle'#
The distance from the center axis of i, 3 to the center point of the opening 5 is R1
Let the angular velocity of the rotating disk 3 be Ω.

d=RΩυ (2) で与えられる。d、Rは一定である。d=RΩυ (2) is given by d and R are constant.

角速度Ω(は、遅れ時間υに反比例する。遅れ時間υは
一定ではない。
The angular velocity Ω( is inversely proportional to the delay time υ. The delay time υ is not constant.

しかし、第1受光素子11の信号と、第2受光素子12
の信号の遅れを、位相という観点からみれば一定である
However, the signal from the first light receiving element 11 and the signal from the second light receiving element 12
The delay of the signal is constant from the perspective of phase.

パルスの値が“1”である長さCオン時間という)針T
n、’“0”である長さくオフ時間という)をTfニす
ると、 α=ΩTn (3) β=ΩTf t4+ で与えられる。パルス列の一周期ToはTo = Tn
 + Tf (5) で定義する。遅れ時間υのToに対する比は、で与えら
れる。これは一定値である。
The length during which the pulse value is "1" is called the on-time).
n, '0 long off time) is Tf, it is given by α=ΩTn (3) β=ΩTf t4+. One period To of the pulse train is To = Tn
+Tf (5) Defined as: The ratio of delay time υ to To is given by: This is a constant value.

厳密に言えば、前後の受光ユニツ)a、bの間隔dは、
回転主軸4の中心に関する円弧に沿う弧長を意味する。
Strictly speaking, the distance d between the front and rear light receiving units a and b is:
It means the arc length along the circular arc about the center of the rotational main shaft 4.

υ/ T oが(整数)又は(整数+A)であれば、パ
ルス列(a)、(b)によって、回1版円A反3の回転
方向を決定することができない。
If υ/T o is (integer) or (integer + A), the rotation direction of the 1st edition circle A-3 cannot be determined by the pulse trains (a) and (b).

しかし、υ/Toがそうでない時、2つのパルス列(a
)、(b)により回転方向を決定できる。
However, when υ/To is not, two pulse trains (a
) and (b), the rotation direction can be determined.

回転方向の検出回路として、公知のものがある。There are known rotational direction detection circuits.

第4図(a)、(b)のように、パルス列aがbより先
行する方向を順方向とし、パルス列すがaより先行する
方向を逆方向と呼ぶことにする。
As shown in FIGS. 4(a) and 4(b), the direction in which the pulse train a precedes b is referred to as the forward direction, and the direction in which the pulse train precedes a is referred to as the reverse direction.

パルス列すを微分し、Δbとする。捷たパルス列すを反
転しく6)、これの微分をとってΔ石とする。
Differentiate the pulse train and set it as Δb. Invert the pulse train 6) and take the differential of this to obtain Δstone.

これらとパルス列aの積を演算する。The product of these and pulse train a is calculated.

順方向信号El逆方向信号E2は、 E1=a・Δb(7) E2=a・Δb(8) によって与える。El−1、E2−0 であれば順方向
に回転している。El−0、E2−1であれば逆方向に
回転している。
The forward direction signal El and the backward direction signal E2 are given by E1=a·Δb(7) E2=a·Δb(8). If it is El-1 or E2-0, it is rotating in the forward direction. If it is El-0 or E2-1, they are rotating in opposite directions.

さて、本発明はカウントミス検出回路を与えることが目
的である。
Now, an object of the present invention is to provide a count error detection circuit.

第3図はカウントミス検出回路の一例を示す。FIG. 3 shows an example of a count error detection circuit.

前受光側ユニットaの第1受光素子11、後受光側ユニ
ツ)bの第2受光素子12の光電流は増幅器13.14
によって増幅され、0″′と“1“のパルス列に整形さ
れる。既に述べたように順方向口伝の場合、パルス列a
の方が早い。
The photocurrent of the first light receiving element 11 of the front light receiving side unit a and the second light receiving element 12 of the rear light receiving side unit b is transmitted to the amplifier 13.14.
and is shaped into a pulse train of 0'' and "1".As mentioned above, in the case of forward transmission, the pulse train a
is faster.

増幅器13.14の出力a、bをエクスクル−シブオア
ゲート15の2人力に入れる。これは排他論理和を計算
するもので、2人力が同一であれば出力Cけ0、異なれ
ば出力Cが1となる。
The outputs a and b of the amplifiers 13 and 14 are input to two exclusive OR gates 15. This is to calculate an exclusive OR; if the two manpowers are the same, the output C will be 0, and if they are different, the output C will be 1.

c = a−b + a−百 (9) である。a、bは同一パルス列で、遅れ時間υがあるだ
けである。エクスクル−シブオアCの出力は、−aパル
スの立上り、立下りからυだけ1で、その他の場合は0
である。第4図(c)に、圧力Cのパルス波形を示す。
c = a-b + a-100 (9). A and b are the same pulse train, with only a delay time υ. The output of exclusive OR C is 1 only by υ from the rise and fall of the -a pulse, and is 0 otherwise.
It is. FIG. 4(c) shows the pulse waveform of pressure C.

パルス波形CU、aパルスの立−Lす、立下りごとに1
つ生じるので、仮に微分絶対値出力と呼ぶこともできる
。壕だ排他論理和出力といってもよい。
Pulse waveform CU, 1 for each falling - L, falling of a pulse
Therefore, it can also be tentatively called a differential absolute value output. It can be said to be an exclusive OR output.

微分絶対値出力Cは、a、bパルス列の2倍の周波数を
もっている。
The differential absolute value output C has twice the frequency of the a and b pulse trains.

出力cをカウンタ16のタロツク入力CKに入力する。The output c is input to the tally clock input CK of the counter 16.

パルス列の数はカウンタで計算するのであるから、従来
の回転センサもカウンタを使っている。
Since the number of pulse trains is calculated using a counter, conventional rotation sensors also use counters.

カウンタ16は一方向のカウンタでもよい。Counter 16 may be a one-way counter.

しかし、回転数を積算して、回転変位をめる必要がある
場合で、しかも順逆回転する可能性がある時、アップダ
ウン力タンクを用いる方がよい。
However, when it is necessary to integrate the number of revolutions and calculate rotational displacement, and when there is a possibility of forward and reverse rotation, it is better to use an up-down force tank.

アツプダクン指示入力端子の切換えは、先述の順逆方向
信号E1、E2によって行う。
Switching of the up-down instruction input terminal is performed by the forward/reverse direction signals E1 and E2 mentioned above.

カウンタ16がnビットカウンタであるとすれば、出力
は、最下位ビットから01、o2 ・、Onとなる。こ
れを、デコーダ/ドライバ回路へ入れて、回転数を直接
、表示することもできる。まだ、D/A 変換して、な
んらかの関連装置の制御信号として使うこともできる。
If the counter 16 is an n-bit counter, the output will be 01, o2., On from the least significant bit. This can also be inserted into a decoder/driver circuit to directly display the rotational speed. It is also possible to convert it into a D/A and use it as a control signal for some related device.

微分絶対値出力Cをカウンタのクロック入力CKに入力
するから、出力Cの立上り時に、最下位ピッ′トの01
が変化する。olは出力Cの半分の周波数になる。
Since the differential absolute value output C is input to the clock input CK of the counter, at the rising edge of the output C, the lowest bit 01
changes. ol becomes half the frequency of the output C.

最下位ビットOIが立上る時に、第2位ビット02の値
が変化する。このように、(n71)位ビットの出力が
立上る時、1位ビットの値が変化する。
When the least significant bit OI rises, the value of the second significant bit 02 changes. In this way, when the output of the (n71)-order bit rises, the value of the 1-order bit changes.

カウントエラーが全くなければ、微分絶対値出力Cの立
上り時に必ず01の値が変化する。出力Cが立上った時
にOIが変化しないことがある。
If there is no count error, the value of 01 will always change when the differential absolute value output C rises. OI may not change when output C rises.

又、出力Cが立上らないのに、01が変化することもあ
る。ノイズが入って、これにより、OIが変化するので
ある。
Also, 01 may change even though the output C does not rise. Noise is introduced and this causes the OI to change.

これがカウントエラーである。This is a counting error.

この他にも、カウンタ内での01から02.0、−1か
らOnへの、倍々のシフ)[ついてエラーが起ることも
ある。しかし、こういうカウンタ内でのカウントエラー
が発生する可能性は少い。
In addition to this, an error may also occur due to a double shift in the counter from 01 to 02.0 or from -1 to On. However, the possibility that a counting error will occur in such a counter is low.

本発明は、このようなカウントエラーを対象としない。The present invention does not address such counting errors.

本発明は、微分絶対値出力Cから、カウンタのOIの間
のカウントエラーを問題にする。
The present invention deals with a count error between the differential absolute value output C and the OI of the counter.

第4図に於て、第1受光素子11の増幅されたパルス列
(a)を、30.31、・・・とする。第2受光素子1
2の増幅されたパルス列(b)を40.41、・・とす
る。微分絶対値出力(c)は50.51、 とする。
In FIG. 4, the amplified pulse train (a) of the first light receiving element 11 is assumed to be 30.31, . . . . Second light receiving element 1
The amplified pulse train (b) of 2 is assumed to be 40.41, . The differential absolute value output (c) is 50.51.

出力Cをカウンタに入力し、最下位ビットo1の出力を
dとする。これは、Cの立上りで変化するから、第4図
(c)、(d)に於て、(c)の51で立上り、52で
立下る正常パルス61が01出力dに現ゎれる。
The output C is input to a counter, and the output of the least significant bit o1 is set as d. Since this changes at the rising edge of C, in FIGS. 4(c) and 4(d), a normal pulse 61 that rises at 51 and falls at 52 in FIG. 4(c) appears at the 01 output d.

52、.53に対応して、パルス62も正常パルスとし
て現われる。
52,. 53, pulse 62 also appears as a normal pulse.

カウンタが誤動作して、Cでのパルス変化がないのに、
ノイズ等によりd出力にエラーパルス63が生じたとす
る。
The counter malfunctions and there is no pulse change at C.
Assume that an error pulse 63 occurs in the d output due to noise or the like.

逆に、Cで56.57のパルスがあるのに、d出力はこ
れに応答せず、パルスとなるべき(破線で示す)ところ
65がQVで徒過することもある。
Conversely, even though there is a pulse of 56.57 at C, the d output does not respond to it, and 65, which should be a pulse (indicated by a broken line), may be missed at QV.

壕だ、Cに於てパルスが存在しないのK、ノイズ等によ
り、カウンタが動作したとする。これはすぐにリセット
されず、次のCパルス60によってリセットされたとす
る。すると、d出力にはエラーパルス67が出現する。
Assume that there is no pulse at C, and the counter is activated due to noise or the like. Assume that this is not reset immediately, but is reset by the next C pulse 60. Then, an error pulse 67 appears at the d output.

さて、カウントエラー検出のだめに、最下位ビットLS
B(ここでU、OI)の出力dと、パルス列aとの排他
論理和eをとる。
Now, in order to detect a count error, the least significant bit LS
The exclusive OR e of the output d of B (here U, OI) and the pulse train a is calculated.

エクスクル−シブオアゲート17の出力efie = 
a−d + a−d ilolによって表わされる。こ
れは、a、dが等しければ01異なれば1である。
Output efi of exclusive or gate 17 =
It is represented by a-d + a-d ilol. This is 0 if a and d are equal, and 1 if they are different.

カタンクの最下位ピッ)LSB出力出力圧常パルス61
.62.64.66を生じている時、a、dは等しいの
で、e出力はOである。
Kattank's lowest pitch) LSB output output pressure normal pulse 61
.. When generating 62.64.66, a and d are equal, so the e output is O.

LSB出力出力圧ラーパルス63を生じている時、dと
aは異なるから、e出力にはエラー信号70が生ずる。
When generating the LSB output pressure error pulse 63, since d and a are different, an error signal 70 is generated at the e output.

LSB出力出力圧クント洩れを起こし、パルス65が発
生しなかった時、aとdll′i異なるので、aパルス
33に等しい長さのエラー信号71が発生する。
When the LSB output pressure leaks and the pulse 65 is not generated, an error signal 71 having a length equal to the a pulse 33 is generated because a and dll'i are different.

LSB出力出力圧スカウントしてdパルス67が生じた
時は、これ以後、aとdは不一致が続くので、e出力は
連続的に1となる(72の立上り)。
When the LSB output output pressure is counted and the d pulse 67 is generated, since a and d continue to be inconsistent, the e output becomes 1 continuously (rising edge of 72).

第5図はエラー検出回路の他の例を示す。FIG. 5 shows another example of the error detection circuit.

これは、パルス列a、bを使って、パルス列aの微分を
め、さらに微分の絶対値をめるものである。第3図の例
に放てエクスクル−シダオアゲート15を用いだが、こ
こを少し変える。
This method uses pulse trains a and b to calculate the differential of pulse train a, and further calculates the absolute value of the differential. In the example shown in Figure 3, I used Exclussidaor Gate 15, but I made a few changes here.

パルス列θ、bを3状態出力の差動増幅器18に入れる
。これの出力C′は c’ = a−b (II) で与えられるから、パルスaの微分である。
The pulse trains θ and b are input to a differential amplifier 18 with three-state output. Since its output C' is given by c' = a-b (II), it is the differential of pulse a.

これを絶対値回路19に入れる。This is input into the absolute value circuit 19.

出力Cは c = l c’l (12) である。これは第4図(C)の波形に等しい。The output C is c = l c’l (12) It is. This is equivalent to the waveform in FIG. 4(C).

実際には、3状態出力の差動増幅器18は、作り難い。In reality, the differential amplifier 18 with three-state output is difficult to manufacture.

そこで、微分波形C′を得るため、bパルスを全く用い
ず、コンデンサ、抵抗による微分回路に、J:す″、a
パルスから微分C′を作るようにしてもよい。
Therefore, in order to obtain the differential waveform C', without using the b pulse at all, a differentiating circuit consisting of a capacitor and a resistor is used.
The differential C' may also be created from the pulse.

そうではなくて、テジタルコンバレータを2つ用いて、
これの出力のアンドを取るようにしてもよい。
Instead, by using two digital converters,
It is also possible to AND the output of this.

結局、微分絶対値出力Cは、パルス列aに対しては微分
絶対値と言えるが、パルス列aと、これより遅延したパ
ルス列すがある時、Cはa、bの排他論理和出力と言う
のが最も適当である。
After all, the differential absolute value output C can be said to be the differential absolute value with respect to pulse train a, but when there is a pulse train a and a pulse train delayed from this, C can be said to be the exclusive OR output of a and b. most appropriate.

時間変数をtとし、パルス列変化を’a (t)で表現
すると b (t) −a (t−u )(13)c = a−
b + a−b (14)と書くことができる。
If the time variable is t and the pulse train change is expressed as 'a (t), then b (t) -a (t-u) (13)c = a-
It can be written as b + a-b (14).

(1)効 果 回転センサに放て、本発明によれば、カウントエラーを
検出することができる。
(1) Effects According to the present invention, counting errors can be detected by using a rotation sensor.

(オ)川 途 回転体の回転変位、回転速度を測定する回転センサー般
に使うことができる。
(E) Can be used in general rotation sensors that measure the rotational displacement and rotational speed of rotating bodies.

この例では、発光素子を2つ、受光素子を2つ用いてい
る。受光素子は2つなければならない。
In this example, two light emitting elements and two light receiving elements are used. There must be two light receiving elements.

しかし、発光素子′の光に拡がりがあれば、発光素子は
ひとつでもよい。両方の受光素子へ光を投射できるから
である。
However, as long as the light from the light-emitting element' spreads out, only one light-emitting element may be used. This is because light can be projected to both light receiving elements.

2つの受光素子は隣接していなくてもよい。離れていて
もよい。(6)式で表わされる遅れυ/Toが、(整数
)X(’、4)でなければ良いのである。
The two light receiving elements do not have to be adjacent to each other. You can be far away. It is sufficient that the delay υ/To expressed by equation (6) is not (integer)X(', 4).

また、発光側、受光側ユニット1.2の中に必ずしも発
光素子、受光素子が存在しなくてもよい。
Further, the light emitting element and the light receiving element do not necessarily need to be present in the light emitting side and light receiving side units 1.2.

光ファイバの端面だけを対向させておき、光ファイバの
他端に発光素子、受光素子を配置してもよい。
Only the end surfaces of the optical fibers may be opposed to each other, and a light emitting element and a light receiving element may be arranged at the other end of the optical fiber.

(力)反射型センサ 以上に説明したものは、回転円板に開口部と、遮光部を
交互に設け、発光、受光素子を回転円板の両側に設けた
ものである。透過型センサと仮に呼ぶことができる。
(Force) Reflection type sensor In the sensor described above, openings and light shielding parts are provided alternately on a rotating disk, and light emitting and light receiving elements are provided on both sides of the rotating disk. It can be tentatively called a transmission type sensor.

さらに、本発明は、反射型センサにも適用できる。Furthermore, the present invention can also be applied to reflective sensors.

回転円板に鏡面のような反射部と、黒体のような非反射
部を交互に設ける。発光素子、受光素子は回転円板に関
し同じ側に並べ、円板に対し、入射光、反射光がそれぞ
れの素子に対応するように角度調節する。
A rotating disk is provided with reflective parts like a mirror surface and non-reflective parts like a black body alternately. The light-emitting element and the light-receiving element are arranged on the same side of the rotating disk, and the angle of the light-emitting element and the light-receiving element are adjusted with respect to the disk so that the incident light and the reflected light correspond to each element.

本発明は、受光素子が2つあって、発光素子の光が回転
円板により受光素子へ断続的に到達するように配置すれ
ばよいのである。
In the present invention, there are two light-receiving elements, and the light-emitting element may be arranged so that the light from the light-emitting element intermittently reaches the light-receiving element via a rotating disk.

(キ)順逆に回転しうる場合 この例では、パルス列a、bの内、aが先行するものと
していた。回転円板が順逆に回転する場合は、パルス列
すが先行することもある。
(g) Case in which rotation can be performed in reverse order In this example, it is assumed that of the pulse trains a and b, a takes precedence. When the rotating disk rotates in the opposite direction, the pulse train may take the lead.

この場合、カクンタ16はアップダウンカクンタを用い
ると良い。
In this case, it is preferable to use an up-down kakunta as the kakunta 16.

さらに最下位ビyトLSBと、パルス列すとの排他論理
和を演算しなくてはならない。これは、先程述べた順方
向信号E1、逆方向信号E2を使い、ゲート素子をいく
つか使って、LSBの出力dと、パルス列す、aを切換
えるようにして構成できる。
Furthermore, it is necessary to calculate the exclusive OR of the least significant bit LSB and the pulse train. This can be configured by using the forward direction signal E1 and reverse direction signal E2 mentioned earlier and using some gate elements to switch between the LSB output d and the pulse trains A and A.

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

第1図は本発明の回転センサの略構成斜視図。 第2図は回転円板の開口部、遮光部と前、後受光ユニツ
)a、bの位置関係例を示す略正面図。 第3図は受光側ユニットのカウントエラー検出回路側図
。 第4図は受信側ユニットのカクントエラー検出回路の各
部分に於けるパルス波形図。 第5図はカクントエラー検出回路の他の例を示す回路図
。 1 発光側ユニット 2 、、、、 、、、、、、受光側ユニット3 、回 
転 円 板 4 回転主軸 5 ・・・ 開 口 部 6−遮 光 部 11・・−・ 第1受光素子 12 第2受光素子 13.14 増 幅 器 15 エクスクル−シブオアゲート 16 カ り ン タ 11・−エクスクル−シブオアゲート 18・ −差動増幅器 19・・・絶対値回路 30〜72.パルス
FIG. 1 is a schematic perspective view of a rotation sensor of the present invention. FIG. 2 is a schematic front view showing an example of the positional relationship between the opening of the rotating disc, the light shielding part, and the front and rear light receiving units (a) and (b). FIG. 3 is a side view of the count error detection circuit of the light receiving unit. FIG. 4 is a pulse waveform diagram at each part of the cacunto error detection circuit of the receiving side unit. FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of the cacundo error detection circuit. 1 Light-emitting side unit 2 , , , , , , Light-receiving side unit 3 , times
Rotating circular plate 4 Rotating main shaft 5... Opening part 6 - Light shielding part 11... First light receiving element 12 Second light receiving element 13.14 Amplifier 15 Exclusive or gate 16 Calculator 11... Exclusive OR gate 18. -Differential amplifier 19...Absolute value circuits 30-72. pulse

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 発光素子と、発光素子の光を回転に比例しだ繰返し周波
数で透過又は反射する回転円板と、透過光又は反射光を
検出するだめ位相が異なる位置て設けられた2つの受光
素子と、2つの受光素子の増幅された出力a、bの排他
論理和Cを演算する回路と、排他論理和Cを計算するカ
クンタと、受光素子出力a、bの内先行する記号と、前
記カクンタの最下部ピッ)LSBの出力dとの排他論理
和を演算する回路とよりなる事を特徴とする回転センサ
a light-emitting element, a rotating disk that transmits or reflects light from the light-emitting element at a repetition frequency proportional to the rotation, and two light-receiving elements provided at positions with different phases to detect the transmitted light or reflected light; A circuit that calculates the exclusive OR C of the amplified outputs a and b of the two light receiving elements, a kakunta that calculates the exclusive OR C, a symbol that precedes the light receiving element outputs a and b, and the lowest part of the kakunta. A rotation sensor characterized by comprising a circuit that calculates an exclusive OR with an output d of LSB.
JP21555283A 1983-11-16 1983-11-16 Rotary sensor Granted JPS60107521A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01239462A (en) * 1988-03-18 1989-09-25 Fujitsu Ltd Detection system for conveying speed
JPH0217415A (en) * 1988-05-06 1990-01-22 Heidelberger Druckmas Ag Method and apparatus for evaluating signal of increment type transmitter

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JPS51130246A (en) * 1975-05-06 1976-11-12 Teraoka Seiko Co Ltd Method of abnormal reading detection in an a-d converter

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