JPS60194313A - 測長装置 - Google Patents
測長装置Info
- Publication number
- JPS60194313A JPS60194313A JP59048553A JP4855384A JPS60194313A JP S60194313 A JPS60194313 A JP S60194313A JP 59048553 A JP59048553 A JP 59048553A JP 4855384 A JP4855384 A JP 4855384A JP S60194313 A JPS60194313 A JP S60194313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- signals
- value
- digital signal
- amount
- 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
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、測定機等の測長装置に関する。
［背景技術］
今日、精密時代にあって、高精度測長が益々要請されて
いる。従って、測長信号を分割し精度向上を図った光学
型や電磁型等のいわゆるエンコーダにおいても、更なる
精度向上が望まれる。
いる。従って、測長信号を分割し精度向上を図った光学
型や電磁型等のいわゆるエンコーダにおいても、更なる
精度向上が望まれる。
従来、かかるエンコーダにおいて、例えば２つの光学格
子を相対移動させて行なう光学型では、光学格子をμｍ
オーダで微細化する機構面と、測長信号を分割する計数
回路面との双方から総合的に精度向上が図られてきた。
子を相対移動させて行なう光学型では、光学格子をμｍ
オーダで微細化する機構面と、測長信号を分割する計数
回路面との双方から総合的に精度向上が図られてきた。
しかしながら、機構面では経済性を考え合せる等の事情
から光学格子が２〜４ＪＬｍと限界に近い。一方、抵抗
分割は温度特性上数十分割が限度とされ、数百分割する
ことは実際上困難である等、計数回路面においても限界
に近い。
から光学格子が２〜４ＪＬｍと限界に近い。一方、抵抗
分割は温度特性上数十分割が限度とされ、数百分割する
ことは実際上困難である等、計数回路面においても限界
に近い。
そこで、測長信号が正弦波であることに着目し、第１図
に示す内挿方式が考えられた。この方式は１例えば検出
器ｌを構成する２つの光学格子の相対移動に伴なって出
方される９０度位相の異なるｓｉｎ波とｃｏｓ波とを電
圧比較器２Ａ、２Ｂでそれぞれ矩形波に変換し、その両
信号をアップダウンカウンタ３で計数する一方、前記ｓ
ｉｎ波とｅＯ５波との戒時間の値をサンプルホールド回
路４Ａ 、４Ｂでホールドし、このホールド値をＡ／Ｄ
変換器５Ａ 、５Ｂでデジタル量に変換する。そして、
アップダウンカウンタ３の出力とＡ／Ｄ変換器５Ａ、５
Ｂの出方とを、ラッチ回路６を経てマイクロプロセッサ
７へ取込む。
に示す内挿方式が考えられた。この方式は１例えば検出
器ｌを構成する２つの光学格子の相対移動に伴なって出
方される９０度位相の異なるｓｉｎ波とｃｏｓ波とを電
圧比較器２Ａ、２Ｂでそれぞれ矩形波に変換し、その両
信号をアップダウンカウンタ３で計数する一方、前記ｓ
ｉｎ波とｅＯ５波との戒時間の値をサンプルホールド回
路４Ａ 、４Ｂでホールドし、このホールド値をＡ／Ｄ
変換器５Ａ 、５Ｂでデジタル量に変換する。そして、
アップダウンカウンタ３の出力とＡ／Ｄ変換器５Ａ、５
Ｂの出方とを、ラッチ回路６を経てマイクロプロセッサ
７へ取込む。
いま、マイクロプロセッサ７において、前記Ａ／Ｄ変換
器５Ａの出力をＡ／Ｄ変換器５Ｂの出方で割ると、ｊａ
ｎ（２πｘ／ｐ）が得られる。このｔ ａ Ｈ−’ を
演算すると、２π（ｘ）／ｐが得られる。この中で、Ｃ
ｘ）は相対移動量Ｘを波長Ｐで割った余りである。ここ
で、ｐは既知であるから、（Ｘ）がめられる。これに、
アップダウンカウンタの値にＰを乗じた数を加えると、
変位量がＰよりも小さい分解能でめることができる。
器５Ａの出力をＡ／Ｄ変換器５Ｂの出方で割ると、ｊａ
ｎ（２πｘ／ｐ）が得られる。このｔ ａ Ｈ−’ を
演算すると、２π（ｘ）／ｐが得られる。この中で、Ｃ
ｘ）は相対移動量Ｘを波長Ｐで割った余りである。ここ
で、ｐは既知であるから、（Ｘ）がめられる。これに、
アップダウンカウンタの値にＰを乗じた数を加えると、
変位量がＰよりも小さい分解能でめることができる。
これによってめられた変位量は、表示器８に表示される
。
。
ところが、この方式であっても、高精度とともに小型、
廉価といういま１つの要請には不満足である。これは、
Ａ／Ｄ変換器が高価かつ大型であることに起因する結果
である。従って、特に携帯型測長器には不向きであ− Ｃ発明の目的］ ここにおいて、本発明の目的は、かかる問題を解消した
測長装置を提供することにある。
廉価といういま１つの要請には不満足である。これは、
Ａ／Ｄ変換器が高価かつ大型であることに起因する結果
である。従って、特に携帯型測長器には不向きであ− Ｃ発明の目的］ ここにおいて、本発明の目的は、かかる問題を解消した
測長装置を提供することにある。
［発明の構成］
そのため、本発明の構成は、２つの検知体の相対移動に
伴なって９０度位相の異なる信号を出力させ、この両信
号をパルス信号に変換し、そのパルス信号の計数値から
前記２つの検知体の相対移動量をめる測長装置において
、前記両信号の任意時の値をそれぞれ同時にホールドす
るホールド回路と、前記両信号に対応したデジタル信号
を発生するデジタル信号発生回路と、このデジタル信号
発生回路からのデジタル信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からの出力信号と前
記各ホールド回路のホールド値とをそれぞれ比較する比
較器とを含み、この各比較器において、Ｄ／Ａ変換器か
らの出力信号と前記ホールド回路のホールド値とが等し
くなったときのデジタル信号発生回路からのデジタル信
号をもって前記パルス信号間の変位量をめ、この変位量
を前記パルス信号の計数値に基づく変位量に加算して相
対移動量をめるよう構成したことを特徴としている。
伴なって９０度位相の異なる信号を出力させ、この両信
号をパルス信号に変換し、そのパルス信号の計数値から
前記２つの検知体の相対移動量をめる測長装置において
、前記両信号の任意時の値をそれぞれ同時にホールドす
るホールド回路と、前記両信号に対応したデジタル信号
を発生するデジタル信号発生回路と、このデジタル信号
発生回路からのデジタル信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器からの出力信号と前
記各ホールド回路のホールド値とをそれぞれ比較する比
較器とを含み、この各比較器において、Ｄ／Ａ変換器か
らの出力信号と前記ホールド回路のホールド値とが等し
くなったときのデジタル信号発生回路からのデジタル信
号をもって前記パルス信号間の変位量をめ、この変位量
を前記パルス信号の計数値に基づく変位量に加算して相
対移動量をめるよう構成したことを特徴としている。
［実施例］
第２図は本実施例の測長装置をタッチ信号プローブを備
えた三次元測定機に適用した例を示している。同図にお
いて、１は検出器である。検出器ｌは、例えば第３図に
示す如く、三次元測定機の互いに相対運動される部位に
一定間隔離して取付けられる検知体としてのメインスケ
ールＩＡおよびインデックススケールＩＢと、これらを
挟んで対向する各２個の発光ダイオードＩＣおよびホト
トランジスタＩＤとから構成されている。前記メインス
ケールＩＡには、相対運動方向に沿って透光部分と遮光
部分とが同ピツチで繰り返し並んだ光学格子が形成され
ている。また、前記インデックススケールＩＢには、前
記インデックススケールｌＡと同様な光学格子が２つ設
けられている。従って、例えばメインスケールＩＡが一
方向へ移動すると、インデックススケールＩＢを通過す
る光量が変化し、その変化がホトトランジスタＩＤで検
出される。この際、インデックススケールＩＢの２つの
°光学格子は９０度位相がずれているので、ホトトラン
ジスタ１０では互いに９０度゛位相がずれた正弦波の信
号Ａｓ１ｎ（２πＸ／ｐ）、Ａ ｃ ｏ ｓ （２ｗｘ
／ｐ）として検出される。
えた三次元測定機に適用した例を示している。同図にお
いて、１は検出器である。検出器ｌは、例えば第３図に
示す如く、三次元測定機の互いに相対運動される部位に
一定間隔離して取付けられる検知体としてのメインスケ
ールＩＡおよびインデックススケールＩＢと、これらを
挟んで対向する各２個の発光ダイオードＩＣおよびホト
トランジスタＩＤとから構成されている。前記メインス
ケールＩＡには、相対運動方向に沿って透光部分と遮光
部分とが同ピツチで繰り返し並んだ光学格子が形成され
ている。また、前記インデックススケールＩＢには、前
記インデックススケールｌＡと同様な光学格子が２つ設
けられている。従って、例えばメインスケールＩＡが一
方向へ移動すると、インデックススケールＩＢを通過す
る光量が変化し、その変化がホトトランジスタＩＤで検
出される。この際、インデックススケールＩＢの２つの
°光学格子は９０度位相がずれているので、ホトトラン
ジスタ１０では互いに９０度゛位相がずれた正弦波の信
号Ａｓ１ｎ（２πＸ／ｐ）、Ａ ｃ ｏ ｓ （２ｗｘ
／ｐ）として検出される。
この９０度位相の異なるＡｓ１ｎ（２πＸ／ｐ）とＡｃ
ｏｓ（２πｘ／ｐ）とは、それぞれ電圧比較器２Ａ、２
Ｂで矩形波に変換された後、アップダウンカウンタ３で
計数される。一方、サンプルホールド回路４Ａ 、４Ｂ
は、三次元測定機のタッチ信号プローブがワークへの当
接によってオンしそのタッチ信号プローブからタッチ信
号が与えられたとき、その時点における前記ｓｉｎ波と
ＣＯ５波との値をそれぞれホールドした後、電圧比較器
９Ａ 、９Ｂの一方の入力端（−）に与える。各電圧比
較器９Ａ 、９Ｂの他方の入力端（＋）には、デジタル
信号発生回路としてのマイクロプロセッサ７から出力さ
れるデジタル信号（前記ｓｉｎ波とＣＯ５波とに対応す
るように予め調整されたデジタル信号）がラッチ回路６
を通ってＤ／Ａ変換器ｌＯでアナログ量に変換されて与
えられている。
ｏｓ（２πｘ／ｐ）とは、それぞれ電圧比較器２Ａ、２
Ｂで矩形波に変換された後、アップダウンカウンタ３で
計数される。一方、サンプルホールド回路４Ａ 、４Ｂ
は、三次元測定機のタッチ信号プローブがワークへの当
接によってオンしそのタッチ信号プローブからタッチ信
号が与えられたとき、その時点における前記ｓｉｎ波と
ＣＯ５波との値をそれぞれホールドした後、電圧比較器
９Ａ 、９Ｂの一方の入力端（−）に与える。各電圧比
較器９Ａ 、９Ｂの他方の入力端（＋）には、デジタル
信号発生回路としてのマイクロプロセッサ７から出力さ
れるデジタル信号（前記ｓｉｎ波とＣＯ５波とに対応す
るように予め調整されたデジタル信号）がラッチ回路６
を通ってＤ／Ａ変換器ｌＯでアナログ量に変換されて与
えられている。
いま、タッチ信号プローブからのタッチ信号によって、
その時点における前記ｓｉｎ波とＣＯ５波との値がそれ
ぞれサンプルホールド回路４Ａ。
その時点における前記ｓｉｎ波とＣＯ５波との値がそれ
ぞれサンプルホールド回路４Ａ。
４Ｂにホールドされた後、各電圧比較器９Ａ、９Ｂの他
方の入力端（＋）へ与えられるＤ／Ａ変換器１０からの
アナログ量を変えていくと、そのアナログ量がホールド
値と等しくなったとき、電圧比較器９Ａ、９Ｂの出力が
反転される。このときのデジタル量をラッチ回路６でラ
ッチすることによって、Ａｓ１ｎ（２πｘ／ｐ） 、
Ａｃ ｏ ｓ （２πｘ／ｐ）を知ることができる。
方の入力端（＋）へ与えられるＤ／Ａ変換器１０からの
アナログ量を変えていくと、そのアナログ量がホールド
値と等しくなったとき、電圧比較器９Ａ、９Ｂの出力が
反転される。このときのデジタル量をラッチ回路６でラ
ッチすることによって、Ａｓ１ｎ（２πｘ／ｐ） 、
Ａｃ ｏ ｓ （２πｘ／ｐ）を知ることができる。
この後、前記と同様にして、電圧比較器９Ａの出力を電
圧比較器９Ｂの出力で割ると、ｊａｎ（２τｘ／ｐ）が
得られる。このｔａｎ を演算すると、２π（ｘ）／ｐ
が得られる。この中で、（Ｘ）は相対移動量Ｘを波長ｐ
で割った余りである。ここで、ｐは既知であるから、（
Ｘ）がめられる。この（Ｘ）に、アップダウンカウンタ
３の値にｐを乗じた数を加えると、変位量４（Ｄ ／
Ａ変換器１０で設定される分解能でめることができる。
圧比較器９Ｂの出力で割ると、ｊａｎ（２τｘ／ｐ）が
得られる。このｔａｎ を演算すると、２π（ｘ）／ｐ
が得られる。この中で、（Ｘ）は相対移動量Ｘを波長ｐ
で割った余りである。ここで、ｐは既知であるから、（
Ｘ）がめられる。この（Ｘ）に、アップダウンカウンタ
３の値にｐを乗じた数を加えると、変位量４（Ｄ ／
Ａ変換器１０で設定される分解能でめることができる。
これによってめられた変位量は、表示器８に表示される
。
。
従って、本実施例によれば、Ａ／Ｄ変換器よりも小型で
かつ安価なり／Ａ変換器ｌＯを用いるようにしたので、
全体として小型かつ安価に構成することができる。しか
も、Ｄ／Ａ変換器ＩＯを１個しか用いていないので、よ
り小型かつ安価である。
かつ安価なり／Ａ変換器ｌＯを用いるようにしたので、
全体として小型かつ安価に構成することができる。しか
も、Ｄ／Ａ変換器ＩＯを１個しか用いていないので、よ
り小型かつ安価である。
また、Ａ／Ｄ変換器よりもＤ／Ａ変換器１０の方が応答
性に優れているので、マイクロプロセッサ７の機能を十
分に活用することができる。
性に優れているので、マイクロプロセッサ７の機能を十
分に活用することができる。
なお、実施に当って、検出器ｌは、上記実施例で述べた
ホログラムスケール等を含む光透過型に限らず、例えば
光反射型、或いは磁気スケール等でもよい。
ホログラムスケール等を含む光透過型に限らず、例えば
光反射型、或いは磁気スケール等でもよい。
また、上記実施例ではタッチ信号プローブからのタッチ
信号を利用してサンプルホールド回路４Ａ、４Ｂに各信
号をホールドするようにしたが、例えば手動操作スイッ
チを設け、この手動操作スイッチがオンされたときに各
信号をホールドするようにしてもよい・ また、上記実施例では三次元測定機番と適用した例を示
したが、本発明は、互いに相対移動するもの同士の相対
移動量を測長するもの一般に適用することができる。
信号を利用してサンプルホールド回路４Ａ、４Ｂに各信
号をホールドするようにしたが、例えば手動操作スイッ
チを設け、この手動操作スイッチがオンされたときに各
信号をホールドするようにしてもよい・ また、上記実施例では三次元測定機番と適用した例を示
したが、本発明は、互いに相対移動するもの同士の相対
移動量を測長するもの一般に適用することができる。
［発明の効果］
以上の通り、本発明によれば、小型で力）つ安イ曲な測
長装置を提供することができる。
長装置を提供することができる。
第１図は従来の測長装置を示すブロック図、第２図は本
発明の一実施例を示すプロ・ンク図、第３図は検出器を
示す説明図である。 ＩＡ、ＩＢ・・・検知体としての光学格子、２Ａ・２Ｂ
・・・電圧比較器、３・・・アップダウンカウンタ、４
Ａ 、４Ｂ・・・ホールド回路、７・・・マイクロプロ
セッサ、８・・・表示器、９Ａ 、９Ｂ・・・電圧比較
器、１０・・・Ｄ／Ａ変換器。
発明の一実施例を示すプロ・ンク図、第３図は検出器を
示す説明図である。 ＩＡ、ＩＢ・・・検知体としての光学格子、２Ａ・２Ｂ
・・・電圧比較器、３・・・アップダウンカウンタ、４
Ａ 、４Ｂ・・・ホールド回路、７・・・マイクロプロ
セッサ、８・・・表示器、９Ａ 、９Ｂ・・・電圧比較
器、１０・・・Ｄ／Ａ変換器。
Claims (1)
- （１）２つの検知体の相対移動に伴なって９０度位相の
異なる信号を出方させ、この両信号をパルス信号に変換
し、そのパルス信号の計数値から前記２つの検知体の相
対移動量をめる測長装置において、 前記両信号の任意時の値をそれぞれ同時にボールドする
ホールド四路と、 前記両信号に対応したデジタル信号を発生するデジタル
信号発生回路と、 このデジタル信号発生回路からのデジタル信号をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器か
らの出力信号と前記各ボールド回路のホールド値とをそ
れぞれ比較する比較器とを含み、 この各比較器において、Ｄ／Ａ変換器からの出力信号と
前記ホールド回路のホールド値とが等しくなったときの
デジタル信号発生回路からのデジタル信号をもって前記
パルス信号間の変位量をめ、この変位量を前記パルス信
号の計数値に基づく変位量に加算して相対移動量をめる
よう構成した ことを特徴とする測長装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記Ｄ／Ａ変換
器は、前記両比較器に共用の１台にて構成されているこ
とを特徴とする測長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048553A JPS60194313A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 測長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048553A JPS60194313A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 測長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194313A true JPS60194313A (ja) | 1985-10-02 |
Family
ID=12806560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048553A Pending JPS60194313A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 測長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194313A (ja) |
-
1984
- 1984-03-14 JP JP59048553A patent/JPS60194313A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0039082B1 (en) | Method and apparatus for measuring the displacement between a code plate and a sensor array | |
| JPH0125010B2 (ja) | ||
| GB2086039A (en) | Interpolation in incremental measurement | |
| Ye et al. | Ratiometric-linearization-based high-precision electronic interpolator for sinusoidal optical encoders | |
| US5098190A (en) | Meterology using interferometric measurement technology for measuring scale displacement with three output signals | |
| JPH08178700A (ja) | インクリメンタルエンコーダ | |
| US6285023B1 (en) | Apparatus for generating origin signal of optical linear scale | |
| JPS60194313A (ja) | 測長装置 | |
| US3281665A (en) | System for measuring the spacing between parts of a structure utilizing a probe whose output is modulated by said spacing | |
| US3263163A (en) | System for measuring the leading edge profile of teeth in a gear structure | |
| JPH0143243B2 (ja) | ||
| CA1056593A (en) | Apparatus for direct measurement of linear and angular displacements with digital readout | |
| JPH0555804B2 (ja) | ||
| JPS6089713A (ja) | アブソリユ−ト式ポジシヨンエンコ−ダ | |
| JPS5914165B2 (ja) | デジタル測長器の信号検出回路 | |
| Hariharan et al. | Moiré displacement transducer for N/C systems | |
| JPH0141925B2 (ja) | ||
| JPS6197520A (ja) | 変位検出装置 | |
| JPS6365316A (ja) | 光学式変位検出装置 | |
| JP2767487B2 (ja) | 変位計 | |
| KR100487839B1 (ko) | 디지털 아날로그 혼합형 위치검출기법 | |
| JPS6197519A (ja) | 変位検出装置 | |
| SU1551962A1 (ru) | Угломер | |
| JPH11325971A (ja) | アブソリュートリニヤスケール | |
| JPS6358211A (ja) | 光学式変位検出装置 |