JPS6047521B2 - 原点検出装置 - Google Patents
原点検出装置Info
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- JPS6047521B2 JPS6047521B2 JP1257776A JP1257776A JPS6047521B2 JP S6047521 B2 JPS6047521 B2 JP S6047521B2 JP 1257776 A JP1257776 A JP 1257776A JP 1257776 A JP1257776 A JP 1257776A JP S6047521 B2 JPS6047521 B2 JP S6047521B2
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- magnetic
- pulse
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気スケール装置等における絶対原点を検出
するための原点検出装置に関する。
するための原点検出装置に関する。
たとえば磁気スケール装置は、基準の目盛となる磁化
パターンを記録したスケールと、このスケールから出る
磁束を検出する磁束応答型磁気ヘッドと、これらスケー
ルと磁気ヘッドから電気信号を得るためのデテクタとか
ら構成される。
パターンを記録したスケールと、このスケールから出る
磁束を検出する磁束応答型磁気ヘッドと、これらスケー
ルと磁気ヘッドから電気信号を得るためのデテクタとか
ら構成される。
このような磁気スケール装置で表示される測定値はスケ
ールと磁気ヘッドとの相対移動量である（いわゆるイン
クレメンタル方式）ため、任意の測定原点からの長さ等
は高精度に測定できるが、測定前に決定される絶対原点
からの長さ等が測定できない。このためたとえば、測定
中に電源がいつたん切れた場合にカウンタの記憶内容等
の位置情報がすべて消失してしまう。 したがつて、ス
ケール上の所定位置を前もつて絶対原点としておき、こ
の原点を原点検出装置により検出し、この原点からの移
動量に基づいて測定値表示を行なうことが望まれる。
ールと磁気ヘッドとの相対移動量である（いわゆるイン
クレメンタル方式）ため、任意の測定原点からの長さ等
は高精度に測定できるが、測定前に決定される絶対原点
からの長さ等が測定できない。このためたとえば、測定
中に電源がいつたん切れた場合にカウンタの記憶内容等
の位置情報がすべて消失してしまう。 したがつて、ス
ケール上の所定位置を前もつて絶対原点としておき、こ
の原点を原点検出装置により検出し、この原点からの移
動量に基づいて測定値表示を行なうことが望まれる。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、スケール
上の所定位置に設けられた原点を検出し、これを絶対原
点として測定値表示を可能にする原点検出装置の提供を
目的とする。
上の所定位置に設けられた原点を検出し、これを絶対原
点として測定値表示を可能にする原点検出装置の提供を
目的とする。
以下本発明に係る実施例の説明に先立ち、位置検出装
置としてのマグネスイッチについて説明する。
置としてのマグネスイッチについて説明する。
まずスケールの原点位置に配置固定された磁電変換素
子にて、測定子と連動する発磁体を検出する場合につい
て説明する。
子にて、測定子と連動する発磁体を検出する場合につい
て説明する。
磁電変換素子としてはホール素子、磁気抵抗素子等種
々のものがあるが、以下一つの具体例として本出願人が
特開昭４８−７９６５５号により出願した磁電変換素子
について第１図ないし第４図とともに説明する。
々のものがあるが、以下一つの具体例として本出願人が
特開昭４８−７９６５５号により出願した磁電変換素子
について第１図ないし第４図とともに説明する。
第１図は構造を示すもので、ガラス等より成る基板１
の表面に、ニッケルコバルトのような磁気抵抗の異方性
効果を有する強磁性体Ａ、Ｂの薄膜が形成されており、
この強磁性体Ａ、Ｂは強磁性材料をパターン状に蒸着し
、又は全面に蒸着した後エッチングして形成されている
。
の表面に、ニッケルコバルトのような磁気抵抗の異方性
効果を有する強磁性体Ａ、Ｂの薄膜が形成されており、
この強磁性体Ａ、Ｂは強磁性材料をパターン状に蒸着し
、又は全面に蒸着した後エッチングして形成されている
。
この強磁性体Ａ，Ｂは主電流通路となる複数の直線部分
２Ａ，２Ｂと、これらを連結する屈曲部３Ａ，３Ｂとか
ら夫々形成されており、前記直線部分２Ａ，２Ｂは互い
に略直交するように配されている。また直線部分２Ａ，
２Ｂの各端部４Ａ，４Ｂは接続されていて強磁性体Ａ，
Ｂは直列接続となつている。この接続部に出力端子５が
形成され、さらに直線部分２Ａ，２Ｂの他端部６Ａ，６
Ｂには夫々電流端子７Ａ，７Ｂが形成されている。第２
図は動作原理図で、電流端子７Ａ，７Ｂが電源８に接続
され、且つ一方の電流端子７Ｂはアースされており、全
体として磁電変換回路９を構成している。
２Ａ，２Ｂと、これらを連結する屈曲部３Ａ，３Ｂとか
ら夫々形成されており、前記直線部分２Ａ，２Ｂは互い
に略直交するように配されている。また直線部分２Ａ，
２Ｂの各端部４Ａ，４Ｂは接続されていて強磁性体Ａ，
Ｂは直列接続となつている。この接続部に出力端子５が
形成され、さらに直線部分２Ａ，２Ｂの他端部６Ａ，６
Ｂには夫々電流端子７Ａ，７Ｂが形成されている。第２
図は動作原理図で、電流端子７Ａ，７Ｂが電源８に接続
され、且つ一方の電流端子７Ｂはアースされており、全
体として磁電変換回路９を構成している。
今強磁性体Ａ，Ｂを飽和磁化させるに充分な強さの磁界
Ｈ（例えば５００ｅ）を、強磁性体Ａ，Ｂのなす平面に
於いて、強磁性体Ａの直線部分２Ａの方向、即ち電流方
向に対して角度０を以つて加えると、強磁性体Ａ，Ｂの
各電気抵抗ρＡ，ρ。
Ｈ（例えば５００ｅ）を、強磁性体Ａ，Ｂのなす平面に
於いて、強磁性体Ａの直線部分２Ａの方向、即ち電流方
向に対して角度０を以つて加えると、強磁性体Ａ，Ｂの
各電気抵抗ρＡ，ρ。
が変化し、この変化は角度θにより次式で表わされる。
但し、ρ土は強磁性体Ａ，Ｂを電流と垂直方向に飽和磁
化したときの強磁性体Ａ，Ｂの電気抵抗、ρｚは同じく
電流と平行方向に飽和磁化したときの強磁性体Ａ，Ｂの
電気抵抗である。
但し、ρ土は強磁性体Ａ，Ｂを電流と垂直方向に飽和磁
化したときの強磁性体Ａ，Ｂの電気抵抗、ρｚは同じく
電流と平行方向に飽和磁化したときの強磁性体Ａ，Ｂの
電気抵抗である。
また出力端子５の電圧■θは、強磁性体Ａ，Ｂは直列接
続てあるから、電源電圧ををＶ。
続てあるから、電源電圧ををＶ。
とすれ一ば次式で表わされる。３式に１２式を代人して
整理すると、 （但しΔρ＝ρｚ−ρ工とする。
整理すると、 （但しΔρ＝ρｚ−ρ工とする。
）となり、この４式に於いて右辺第１項は基準電圧を表
し、第２項は変化量を表わすものとなる。
し、第２項は変化量を表わすものとなる。
従つて出力端子５の電圧■θは、磁気Ｈの方向一により
変化し、その出力変化は第３図ように、０１８０変で最
小値、９０変１２７０図で最大値をとる正弦波形となる
。第４図は等価回路を示すもので、強磁性体Ａ，Ｂを可
変抵抗とし、その抵抗値が磁界Ｈ方向により変化するも
のとして考えることができる。
変化し、その出力変化は第３図ように、０１８０変で最
小値、９０変１２７０図で最大値をとる正弦波形となる
。第４図は等価回路を示すもので、強磁性体Ａ，Ｂを可
変抵抗とし、その抵抗値が磁界Ｈ方向により変化するも
のとして考えることができる。
次に上述した磁電変換素子を用いた前記位置検出装置と
してのマグネスイッチの一例を説明する。尚これは本出
願人が実願昭５０−２１６５５号により１位置検出器ョ
として出願したものである。また以下の説明に於いては
、上記磁電変換素子をＤＭＥ（ＤｅｖｉｄｅｒＴｙｐｅ
ＭａｇｎｅｔＯｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＥｌｅｍｅｎｔ）
と略称する。第５図は検出素子１０の構造を示すもので
、この検出素子１０はＤｒｌＶ４Ｅｌｌとバイアスマグ
ネット１２とより成るものであ。
してのマグネスイッチの一例を説明する。尚これは本出
願人が実願昭５０−２１６５５号により１位置検出器ョ
として出願したものである。また以下の説明に於いては
、上記磁電変換素子をＤＭＥ（ＤｅｖｉｄｅｒＴｙｐｅ
ＭａｇｎｅｔＯｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＥｌｅｍｅｎｔ）
と略称する。第５図は検出素子１０の構造を示すもので
、この検出素子１０はＤｒｌＶ４Ｅｌｌとバイアスマグ
ネット１２とより成るものであ。
バイアスマグネット１２は例えばバリウムフェライト等
を材質とする板状のもので、長さ方向にＮ−Ｓ磁極が着
磁されている。ＤＭＥｌｌはこのバイアスマグネット１
２の片面のこの図では手前側に接着されている。尚ＤＭ
Ｅｌｌはバイアスマグネット１２の全面に接着してもよ
い。第５図の状態ではＤＭＥｌｌに対するバイアスマグ
ネット１２によるバイアス磁界Ｈ１の方向は、主電流通
路となる直線部分２Ａ（第１図参照）に対して略直交し
ている。第６図は発磁体１３を被検出物として、この発
磁体１３に上記検出素子１０を間隔ｄを以つて近接対向
さぜた状態を示すものである。
を材質とする板状のもので、長さ方向にＮ−Ｓ磁極が着
磁されている。ＤＭＥｌｌはこのバイアスマグネット１
２の片面のこの図では手前側に接着されている。尚ＤＭ
Ｅｌｌはバイアスマグネット１２の全面に接着してもよ
い。第５図の状態ではＤＭＥｌｌに対するバイアスマグ
ネット１２によるバイアス磁界Ｈ１の方向は、主電流通
路となる直線部分２Ａ（第１図参照）に対して略直交し
ている。第６図は発磁体１３を被検出物として、この発
磁体１３に上記検出素子１０を間隔ｄを以つて近接対向
さぜた状態を示すものである。
この発磁体１３と上記バイアスマグネット１２とは、そ
の磁気特性の温度係数を同じにするか又は近似するもの
で構成されている。発磁体１３により第７図のように前
記バイアス磁界Ｈ１に対して直交する磁界鴇が生じる。
の磁気特性の温度係数を同じにするか又は近似するもの
で構成されている。発磁体１３により第７図のように前
記バイアス磁界Ｈ１に対して直交する磁界鴇が生じる。
そして第６図のようにＤＭＥｌｌの強磁性体Ａ，Ｂが発
磁体１３と対向している状態で、上記磁界Ｈ１と山とに
よる合成磁界Ｈ。が、第７図のようにＤＭＥｌｌの強磁
性体Ａ，Ｂ面に角度４５うより大きい角度θを以つて作
用し、且つ合成磁界比がＤＭＥｌｌを充分に飽和させる
大きさ、例えば５０αとなるように、Ｈ１、↓の大きさ
を定められている。第６図に於いて発磁体１３を士Ｘ方
向に移動させることにより、Ｄｒ！４Ｅ１１が発磁体１
３の側縁部付近を通過するとき、合成磁界属の方向即ち
０が変化し、ＤＭＥｌｌの出力が一定値から急激に変化
するため、この点を検出することにより発磁体１３の位
置を検出することができる。第８図は検出素子１０を用
いたマグネスイッチ装置の原理的回路を示すものである
。
磁体１３と対向している状態で、上記磁界Ｈ１と山とに
よる合成磁界Ｈ。が、第７図のようにＤＭＥｌｌの強磁
性体Ａ，Ｂ面に角度４５うより大きい角度θを以つて作
用し、且つ合成磁界比がＤＭＥｌｌを充分に飽和させる
大きさ、例えば５０αとなるように、Ｈ１、↓の大きさ
を定められている。第６図に於いて発磁体１３を士Ｘ方
向に移動させることにより、Ｄｒ！４Ｅ１１が発磁体１
３の側縁部付近を通過するとき、合成磁界属の方向即ち
０が変化し、ＤＭＥｌｌの出力が一定値から急激に変化
するため、この点を検出することにより発磁体１３の位
置を検出することができる。第８図は検出素子１０を用
いたマグネスイッチ装置の原理的回路を示すものである
。
ＤＭＥｌｌの電流端子７Ａ，７Ｂに電源８を接続すると
共に、ＤＭＥｌｌの強磁性体Ａ，Ｂと抵抗Ｒｌ，Ｒ２と
によりブリッジを組み、ＤＭＥｌｌの出力端子５及び抵
抗Ｒｌ，Ｒ２の接続中点を差動アンプ１４の２つの入力
端子に夫々接続してある。第８図に於いて、抵抗Ｒ２を
変えてブリッジの平衡をとり、発磁体１３を士ｘ方向に
移動させると、次の電圧を得る。但しｅ１は抵抗Ｒｌ，
Ｒ２の接続中点の電圧、Ｅ２は出力端子５の電圧、■（
ｘ）は発磁体１３の移動距離に応じて表われる交流成分
電圧を夫々示す。
共に、ＤＭＥｌｌの強磁性体Ａ，Ｂと抵抗Ｒｌ，Ｒ２と
によりブリッジを組み、ＤＭＥｌｌの出力端子５及び抵
抗Ｒｌ，Ｒ２の接続中点を差動アンプ１４の２つの入力
端子に夫々接続してある。第８図に於いて、抵抗Ｒ２を
変えてブリッジの平衡をとり、発磁体１３を士ｘ方向に
移動させると、次の電圧を得る。但しｅ１は抵抗Ｒｌ，
Ｒ２の接続中点の電圧、Ｅ２は出力端子５の電圧、■（
ｘ）は発磁体１３の移動距離に応じて表われる交流成分
電圧を夫々示す。
上記電圧Ｅｌ，ｅ２を差動増巾度αの差動アンプ１４に
加えるとその出力端子１５より、次の出力電圧Ｅ。を得
ることができる。第９図は実験による測定結果の一例を
示すものて、前記第７式による出力電圧Ｅ。
加えるとその出力端子１５より、次の出力電圧Ｅ。を得
ることができる。第９図は実験による測定結果の一例を
示すものて、前記第７式による出力電圧Ｅ。
と発磁体１３の移動距離Ｘとの関係を示す出力特性図て
ある。この楊合の出力は、発磁体１３が士ｘ方向に移動
することにより、合成磁界Ｈ。が第７図の反時計方向に
回転し、発磁体１３の側縁部か検出素子１０を通過する
とき、ＤＭＥｌｌに加えられる合成磁界式の方向が急激
に変化し、４５え方向となつたとき、第９図のように出
力電圧ＥａからＥ。まで急激に立上るようにしている。
ここで得られる矩形パルス信号Ｐのパルス巾λ９は、発
磁体１３の巾Ｄ１クリアランスｄ１およびＤＭＥｌｌの
抵抗値偏差（不平衡電圧）の３要素によつて一義的に決
定される。
ある。この楊合の出力は、発磁体１３が士ｘ方向に移動
することにより、合成磁界Ｈ。が第７図の反時計方向に
回転し、発磁体１３の側縁部か検出素子１０を通過する
とき、ＤＭＥｌｌに加えられる合成磁界式の方向が急激
に変化し、４５え方向となつたとき、第９図のように出
力電圧ＥａからＥ。まで急激に立上るようにしている。
ここで得られる矩形パルス信号Ｐのパルス巾λ９は、発
磁体１３の巾Ｄ１クリアランスｄ１およびＤＭＥｌｌの
抵抗値偏差（不平衡電圧）の３要素によつて一義的に決
定される。
まずクリアランスｄの影響を見ると、一般に行なわれて
いるｄ″．３蒜での使用時にはパルス巾λ９に及ぼす影
響が少なく、クリアランスｄの変動０．１７７！７７！
に対して、パルス巾λ９の変化量は１０〜２０ｐｍ程度
である。次にＤＭＥｌｌの抵抗値偏差については、抵抗
値偏差０．６％に対して、パルス巾λ９の変化量は約１
５μｍである。したがつてクリアランスｄおよびＤＭＥ
ｌｌの抵抗値偏差について上記の条件を満たすように使
用されるならば、パルス巾λ９は発磁体１３の巾Ｄでほ
ぼ決定されるといえる。ところで原点検出信号としての
パルス信号は少なくともスケール上の１目盛間隔（たと
えば２００μＷｌ，）以下とする必要があり、また１目
盛間隔を内挿（たとえば見♂して測定値表示を行なう場
合には、この内挿された単位巾（たとえば１μ７ＴＬ）
以下とする必要がある。前記パルスλ２をこのような狭
巾にするためには発磁体巾をきわめて狭くしなければな
らなずほぼ不可能である。なお前記パルス信号Ｐの零ク
ロス点Ａｌ，ａ２を検出して狭巾パルスを得、これを原
点信号とする場合、十ｘと−ｘとの検出方向によつて位
置を異にする２つの原点信号が発生するため不都合とな
る。本発明ではます原点位置においてスケールの１目盛
間隔の巾のパルス信号を得、このパルス信号をゲート信
号としてスケールの１目盛毎に生ずるパルスをゲート制
御することにより原点信号を得ている。以下本発明に係
る好ましい実施例について説明する。
いるｄ″．３蒜での使用時にはパルス巾λ９に及ぼす影
響が少なく、クリアランスｄの変動０．１７７！７７！
に対して、パルス巾λ９の変化量は１０〜２０ｐｍ程度
である。次にＤＭＥｌｌの抵抗値偏差については、抵抗
値偏差０．６％に対して、パルス巾λ９の変化量は約１
５μｍである。したがつてクリアランスｄおよびＤＭＥ
ｌｌの抵抗値偏差について上記の条件を満たすように使
用されるならば、パルス巾λ９は発磁体１３の巾Ｄでほ
ぼ決定されるといえる。ところで原点検出信号としての
パルス信号は少なくともスケール上の１目盛間隔（たと
えば２００μＷｌ，）以下とする必要があり、また１目
盛間隔を内挿（たとえば見♂して測定値表示を行なう場
合には、この内挿された単位巾（たとえば１μ７ＴＬ）
以下とする必要がある。前記パルスλ２をこのような狭
巾にするためには発磁体巾をきわめて狭くしなければな
らなずほぼ不可能である。なお前記パルス信号Ｐの零ク
ロス点Ａｌ，ａ２を検出して狭巾パルスを得、これを原
点信号とする場合、十ｘと−ｘとの検出方向によつて位
置を異にする２つの原点信号が発生するため不都合とな
る。本発明ではます原点位置においてスケールの１目盛
間隔の巾のパルス信号を得、このパルス信号をゲート信
号としてスケールの１目盛毎に生ずるパルスをゲート制
御することにより原点信号を得ている。以下本発明に係
る好ましい実施例について説明する。
第１０図はスケール１目盛間隔（以下これを２００ｐｗ
Ｌ＝０．２藺とする）の巾を有する位置検出パルス信号
（上記ゲート信号となる）を得るための位置検出装置の
一例を示す。
Ｌ＝０．２藺とする）の巾を有する位置検出パルス信号
（上記ゲート信号となる）を得るための位置検出装置の
一例を示す。
２個のＤＭＥｌｌＡ，ｌｌＢは発磁体１３の巾Ｄ＝４．
０ＴＩ＄Ｌに対して８．知の巾のパルス信号Ｐ９，Ｐ８
（第１１図ａ参照）を生ずるもので、互いに７．８ｍ！
の間隔ｙをおいて配置されている。
０ＴＩ＄Ｌに対して８．知の巾のパルス信号Ｐ９，Ｐ８
（第１１図ａ参照）を生ずるもので、互いに７．８ｍ！
の間隔ｙをおいて配置されている。
したがつてこれら２個のＤＭＥｌｌＡ，ｌｌＢの出力パ
ルス信号ＰＡ，Ｐ８のＡＮＤをとつてやれば、巾０．２
Ｔｍｍ（＝２００ｐｒｒＬ．）のゲート信号（第１１図
ｂ）が得られる。原点位置においてこのようなゲート信
号が得られるよう発磁体１３をスケール（後述する第１
３図の２０参照）に埋め込み、かつ、ヘッド（後述する
第１３図の２１，２２参照）側にＤＭＥｌｌＡ，ｌｌＢ
等を取り付ける。この第１０図ではセパレータ１４の両
側面に２個のバイアスマグネット１２Ａ，１２Ｂを介し
て２個のＤＭＥｌｌＡ，ｌｌＢを配置しているが、第１
２図に示すように階段状”のセパレータ１５を用いて段
階的に配置しても良い。なお位置検出装置としては上記
の他、光電スイッチ、マイクロスイッチ等種々の検出器
を用いて構成できる。
ルス信号ＰＡ，Ｐ８のＡＮＤをとつてやれば、巾０．２
Ｔｍｍ（＝２００ｐｒｒＬ．）のゲート信号（第１１図
ｂ）が得られる。原点位置においてこのようなゲート信
号が得られるよう発磁体１３をスケール（後述する第１
３図の２０参照）に埋め込み、かつ、ヘッド（後述する
第１３図の２１，２２参照）側にＤＭＥｌｌＡ，ｌｌＢ
等を取り付ける。この第１０図ではセパレータ１４の両
側面に２個のバイアスマグネット１２Ａ，１２Ｂを介し
て２個のＤＭＥｌｌＡ，ｌｌＢを配置しているが、第１
２図に示すように階段状”のセパレータ１５を用いて段
階的に配置しても良い。なお位置検出装置としては上記
の他、光電スイッチ、マイクロスイッチ等種々の検出器
を用いて構成できる。
たとえば光電スイッチの場合には、スケール上の原点位
置にスリット、あるいは鏡などの反射体を設け、これら
スリットあるいは鏡などを介して光源からの光を光電変
換素子で受光することにより、原点位置での前記ゲート
信号が得られる。次に、スケール上に記録された磁化パ
ターンを磁気ヘッドで検出して得られた電気信号をもと
に、磁化パターンの１波長（１目盛）毎に１個のパルス
を得るパルス発生装置について説明する。
置にスリット、あるいは鏡などの反射体を設け、これら
スリットあるいは鏡などを介して光源からの光を光電変
換素子で受光することにより、原点位置での前記ゲート
信号が得られる。次に、スケール上に記録された磁化パ
ターンを磁気ヘッドで検出して得られた電気信号をもと
に、磁化パターンの１波長（１目盛）毎に１個のパルス
を得るパルス発生装置について説明する。
スケールはスケールベース上に磁性媒体を塗付あるいは
メッキして磁性膜を作り、記録ヘッドにより所定波長λ
（たとえば２００ｐＴｎ，）で正弦波を記録して、格子
状の磁化パターンを作つたものが用いられる。磁気ヘッ
ドとしては、急しゆんな波長選択性を有する磁束応答型
マルチギャップヘッドを２個用いる。デテクタの検出方
式としては振巾検出方式、位相変調検出方式があるが、
以下ＬＧＳ等の構成が容易で実施に適した位相変調方式
の一例について第１３図とともに説明する。すなわち、
第１３図において、２個のヘッド２１，２２はそれぞれ
磁束応答型マルチギャップヘッドであり、スケール２０
に沿つて互いに（ｍ±（）λだけ離して配置される。こ
れらヘッド２１，２２の励磁巻線２１Ａ，２２Ａに、周
波数？の正弦波信号を互いに４５，だけ位相をずらせて
与えると、それぞれの信号巻線２１Ｂ，２２Ｂの出力電
圧Ｅｌ，ｅ２は、となる。
メッキして磁性膜を作り、記録ヘッドにより所定波長λ
（たとえば２００ｐＴｎ，）で正弦波を記録して、格子
状の磁化パターンを作つたものが用いられる。磁気ヘッ
ドとしては、急しゆんな波長選択性を有する磁束応答型
マルチギャップヘッドを２個用いる。デテクタの検出方
式としては振巾検出方式、位相変調検出方式があるが、
以下ＬＧＳ等の構成が容易で実施に適した位相変調方式
の一例について第１３図とともに説明する。すなわち、
第１３図において、２個のヘッド２１，２２はそれぞれ
磁束応答型マルチギャップヘッドであり、スケール２０
に沿つて互いに（ｍ±（）λだけ離して配置される。こ
れらヘッド２１，２２の励磁巻線２１Ａ，２２Ａに、周
波数？の正弦波信号を互いに４５，だけ位相をずらせて
与えると、それぞれの信号巻線２１Ｂ，２２Ｂの出力電
圧Ｅｌ，ｅ２は、となる。
これら出力電圧を混合回路２３で加え合せることにより
、 八
−の信号を得る。
、 八
−の信号を得る。
これは第１４図ａに示すように、振幅一定で、位相がス
ケール２０上の変位置ｘに比例して変化する位相変調波
信号である。この信一号ａを復調波形整形回路２４で復
調および波形整形し、第１４図ｂに示すような矩形波信
号を得る。この信号ｂは第１５図の端子２６に印加され
る。第１５図に示す回路はパルス発生装置の主要部を成
す回路であり、前記位相変調波信号ａから得られる矩形
波信号ｂに応じ、スケール２の１目盛毎に１個のパルス
を発生するものである。すなわちまず端子２６に印加さ
れた第４図ｂの信号はＤフリップフロップ２７に伝えら
れる。このＤフリップフロップ２７の出力は端子２８に
印加される信号に同期している。この端子２８には前記
励磁巻線２１Ａ，２２Ａに与えた信号の倍の周波数ＦＯ
の信号が印加されている。またＤフリップフロップ２７
は２段のＪＫフリップフロップ３１，３２に接続される
。このＪＫフリップフロップ３１，３２は端子３０に印
加されるクロック信号に同期して動作する。これらＪＫ
フリップフロップ３１，３２の出力を、第１５図に示す
ようにＡＮＤ回路３３，３４および０Ｒ回路３５から成
る論理回路で演算することにより、端子３６からパルス
出力が得られる。この第１５図の回路では、変調波の波
形整形信号ｂの位相を、所望周波数Ｆ。
ケール２０上の変位置ｘに比例して変化する位相変調波
信号である。この信一号ａを復調波形整形回路２４で復
調および波形整形し、第１４図ｂに示すような矩形波信
号を得る。この信号ｂは第１５図の端子２６に印加され
る。第１５図に示す回路はパルス発生装置の主要部を成
す回路であり、前記位相変調波信号ａから得られる矩形
波信号ｂに応じ、スケール２の１目盛毎に１個のパルス
を発生するものである。すなわちまず端子２６に印加さ
れた第４図ｂの信号はＤフリップフロップ２７に伝えら
れる。このＤフリップフロップ２７の出力は端子２８に
印加される信号に同期している。この端子２８には前記
励磁巻線２１Ａ，２２Ａに与えた信号の倍の周波数ＦＯ
の信号が印加されている。またＤフリップフロップ２７
は２段のＪＫフリップフロップ３１，３２に接続される
。このＪＫフリップフロップ３１，３２は端子３０に印
加されるクロック信号に同期して動作する。これらＪＫ
フリップフロップ３１，３２の出力を、第１５図に示す
ようにＡＮＤ回路３３，３４および０Ｒ回路３５から成
る論理回路で演算することにより、端子３６からパルス
出力が得られる。この第１５図の回路では、変調波の波
形整形信号ｂの位相を、所望周波数Ｆ。
の信号で監視すること、すなわち所定周波数Ｆｃの信号
（以下ＦＯ信号と称す）の立ち上り又は立ち下り（この
図では立ち上り）で信号ｂの立上り、立下りの状態を見
ることにより、信号ｂの位相が変わつて、Ｆｃ信号の立
ち上り時点での信号ｂの状態が一往復（変化してもとに
もどる）すれば、前記変位置ｘがちようど１波長（１目
盛間隔）λとなつたことに相当する。したがつてＤフリ
ップフロップ２７の立ち上りまたは立ち下り（この図で
は立ち下り）で端子３６から１個のパルスが生じ、この
パルスがスケール２０の１目盛に応じたパルスとなる。
ところでスケール２０の移動方向が変化した場合、たと
えばＦＯ信号の立ち上りで信号ｂの立ち上りを見ていた
ものが立ち下りを見ることになる。このため移動方向が
変化した点からはλ／２だけずれた位置で上記パルスが
生じてしまうことになるわけであるが、第１５図の回路
では移動方向に応じて得られる２種類のパルス（アップ
パルスとダウンパルス）を端子３７，３８にそれぞれ与
え、これをフリップフロップ３９を介して．ＡＮＤ回路
３３，３４にそれぞれ印加することにより方向弁別を行
なつている。なお、方向弁別は第１６図に示すように行
なつても良い。すなわち前記周波数Ｆ。の倍の周波数７
。の信号を端子２９に与え、この周波数鋳の信号とＦｃ
信号とをＥ．０Ｒ（排他的論理和）回路４０て合成して
端子２８のＦＯ信号とは９０回位相のずれた信号を作る
。この９０信位相のずれたＦｃ信号をＤフリップフロッ
プ４１のクロック信号とし、このＤフリップフロップ４
１により前記ｂ信号を監視させることにより方向弁別を
行なつている。この第１６図の他の構成は前記第１５図
と同様であり、説明を省略する。以上のようにして得ら
れたスケール２０の１目盛毎のパルスを、前記第１０図
、第１２図に示した位置検出装置からの信号（第１１図
参照）によりゲートしてやることにより、原点検出パル
スが得られる。この場合、ゲート信号となる第１１図の
パルス巾はスケール２０の１目盛間隔λであり、またパ
ルス発生装置からのパルスは１目盛毎に１個出力される
から、原点信号としては唯一無二のものが得られること
に注目すべきである。したがつてスケール上の原点位置
において、スケールの盛に応じて出力されるパルスの１
個が移動方向の変化にかかわりなく常に唯一無二の信号
としてとり出せる。したがつてこれを絶対原点とし、こ
の絶対原点からの変位置を測定表示することが正確かつ
容易に行なえる。以上説明したように、この発明によれ
ば、磁気目盛が形成されたスケールと、このスケールの
磁気目盛に沿つて移動する磁気ヘッドと、この磁気ヘッ
ドの移動に伴ない前記磁気目盛の１目盛毎に１個のパル
スを発生するパルス発生装置とからなる磁気スケール装
置において、スケールの原点位置に発磁体やスリットあ
るいは反射体などの基準体を設け、他方、磁気ヘッド側
には、この基準体を検出して磁気目盛の１目盛間隔に相
当する幅のパルス出力を生じる位置検出装置を取り付け
、この位置検出装置の出力をゲート信号として前記パル
ス発生装置からのパルスをゲート制御することにより前
記パルス発生装置から生じる多数のパルスのうちの１個
を取り出し、この１個のパルスを原点検出信号とするよ
う構成したので、結局、磁気目盛の１目盛毎に得られる
パルスのうちの１個が原点検出信号として取り出される
ことになり、この原点検出信号は、磁気目盛の１目盛毎
に得られるパルスに対して位置ずれなどの全くない、き
わめて正確な対応関係を有するものとなる。
（以下ＦＯ信号と称す）の立ち上り又は立ち下り（この
図では立ち上り）で信号ｂの立上り、立下りの状態を見
ることにより、信号ｂの位相が変わつて、Ｆｃ信号の立
ち上り時点での信号ｂの状態が一往復（変化してもとに
もどる）すれば、前記変位置ｘがちようど１波長（１目
盛間隔）λとなつたことに相当する。したがつてＤフリ
ップフロップ２７の立ち上りまたは立ち下り（この図で
は立ち下り）で端子３６から１個のパルスが生じ、この
パルスがスケール２０の１目盛に応じたパルスとなる。
ところでスケール２０の移動方向が変化した場合、たと
えばＦＯ信号の立ち上りで信号ｂの立ち上りを見ていた
ものが立ち下りを見ることになる。このため移動方向が
変化した点からはλ／２だけずれた位置で上記パルスが
生じてしまうことになるわけであるが、第１５図の回路
では移動方向に応じて得られる２種類のパルス（アップ
パルスとダウンパルス）を端子３７，３８にそれぞれ与
え、これをフリップフロップ３９を介して．ＡＮＤ回路
３３，３４にそれぞれ印加することにより方向弁別を行
なつている。なお、方向弁別は第１６図に示すように行
なつても良い。すなわち前記周波数Ｆ。の倍の周波数７
。の信号を端子２９に与え、この周波数鋳の信号とＦｃ
信号とをＥ．０Ｒ（排他的論理和）回路４０て合成して
端子２８のＦＯ信号とは９０回位相のずれた信号を作る
。この９０信位相のずれたＦｃ信号をＤフリップフロッ
プ４１のクロック信号とし、このＤフリップフロップ４
１により前記ｂ信号を監視させることにより方向弁別を
行なつている。この第１６図の他の構成は前記第１５図
と同様であり、説明を省略する。以上のようにして得ら
れたスケール２０の１目盛毎のパルスを、前記第１０図
、第１２図に示した位置検出装置からの信号（第１１図
参照）によりゲートしてやることにより、原点検出パル
スが得られる。この場合、ゲート信号となる第１１図の
パルス巾はスケール２０の１目盛間隔λであり、またパ
ルス発生装置からのパルスは１目盛毎に１個出力される
から、原点信号としては唯一無二のものが得られること
に注目すべきである。したがつてスケール上の原点位置
において、スケールの盛に応じて出力されるパルスの１
個が移動方向の変化にかかわりなく常に唯一無二の信号
としてとり出せる。したがつてこれを絶対原点とし、こ
の絶対原点からの変位置を測定表示することが正確かつ
容易に行なえる。以上説明したように、この発明によれ
ば、磁気目盛が形成されたスケールと、このスケールの
磁気目盛に沿つて移動する磁気ヘッドと、この磁気ヘッ
ドの移動に伴ない前記磁気目盛の１目盛毎に１個のパル
スを発生するパルス発生装置とからなる磁気スケール装
置において、スケールの原点位置に発磁体やスリットあ
るいは反射体などの基準体を設け、他方、磁気ヘッド側
には、この基準体を検出して磁気目盛の１目盛間隔に相
当する幅のパルス出力を生じる位置検出装置を取り付け
、この位置検出装置の出力をゲート信号として前記パル
ス発生装置からのパルスをゲート制御することにより前
記パルス発生装置から生じる多数のパルスのうちの１個
を取り出し、この１個のパルスを原点検出信号とするよ
う構成したので、結局、磁気目盛の１目盛毎に得られる
パルスのうちの１個が原点検出信号として取り出される
ことになり、この原点検出信号は、磁気目盛の１目盛毎
に得られるパルスに対して位置ずれなどの全くない、き
わめて正確な対応関係を有するものとなる。
第１図は本発明に適用し得る磁電変換素子の構造を示す
平面図、第２図および第３図は該磁電変換素子の原理的
回路図および出力特性図、第４図は等価回路図、第５図
はマグネスイッチの検出素子を示す斜視図、第６図はマ
グネスイッチの原理を示す斜視図、第７図は磁界を説明
するための平面図、第８図はマグネスイッチの回路図、
第９図は出力特性図、第１０図は本発明の実施例に使用
される位置検出装置の斜視図、第１１図は出力特性図、
第１２図は位置検出装置の変形例を示す斜視図、第１３
図は本発明の実施例に使用されるパルス発生装置の磁気
ヘッド部を示す構成説明図、第１４図は出力特性図、第
１５図は本発明に使用されるパルス発生装置の要部を示
すブロック回路図、第１６図は第１５図の変形例を示す
ブロック回路図である。 １・・・・・・基板、２Ａ，２Ｂ・・・・・直線部、７
Ａ，７Ｂ・・・・・・電流供給端子、１１，１１Ａ，１
１Ｂ・・゛磁電変換素子、１３・・・・・発磁体、２０
・・・・スケール、２１，２２・・・・・・磁気ヘッド
、２７，４１・Ｄフリップフロップ、３１，３２・・・
・・・ＪＫフリップフロップ。
平面図、第２図および第３図は該磁電変換素子の原理的
回路図および出力特性図、第４図は等価回路図、第５図
はマグネスイッチの検出素子を示す斜視図、第６図はマ
グネスイッチの原理を示す斜視図、第７図は磁界を説明
するための平面図、第８図はマグネスイッチの回路図、
第９図は出力特性図、第１０図は本発明の実施例に使用
される位置検出装置の斜視図、第１１図は出力特性図、
第１２図は位置検出装置の変形例を示す斜視図、第１３
図は本発明の実施例に使用されるパルス発生装置の磁気
ヘッド部を示す構成説明図、第１４図は出力特性図、第
１５図は本発明に使用されるパルス発生装置の要部を示
すブロック回路図、第１６図は第１５図の変形例を示す
ブロック回路図である。 １・・・・・・基板、２Ａ，２Ｂ・・・・・直線部、７
Ａ，７Ｂ・・・・・・電流供給端子、１１，１１Ａ，１
１Ｂ・・゛磁電変換素子、１３・・・・・発磁体、２０
・・・・スケール、２１，２２・・・・・・磁気ヘッド
、２７，４１・Ｄフリップフロップ、３１，３２・・・
・・・ＪＫフリップフロップ。
Claims (1)
- １ 磁気目盛が形成されたスケールと、このスケールの
磁気目盛に沿つて移動する磁気ヘッドと、この磁気ヘッ
ドの移動に伴ない前記磁気目盛の１目盛毎に１個のパル
スを発生するパルス発生装置とからなる磁気スケール装
置において、前記スケールの原点位置に基準体を設ける
とともに、前記磁気ヘッド側に、この基準体を検出して
前記磁気目盛の１目盛間隔に相当する幅のパルス出力を
生じる位置検出装置を取り付け、この位置検出装置の出
力をゲート信号として前記パルス発生装置からのパルス
をゲート制御することにより前記パルス発生装置から生
じる多数のパルスのうちの１個を取り出し、この１個の
パルスを原点検出信号とするよう構成した原点検出装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257776A JPS6047521B2 (ja) | 1976-02-06 | 1976-02-06 | 原点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1257776A JPS6047521B2 (ja) | 1976-02-06 | 1976-02-06 | 原点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5296047A JPS5296047A (en) | 1977-08-12 |
| JPS6047521B2 true JPS6047521B2 (ja) | 1985-10-22 |
Family
ID=11809202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1257776A Expired JPS6047521B2 (ja) | 1976-02-06 | 1976-02-06 | 原点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6047521B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59178309A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-09 | Sony Magnescale Inc | 原点検出回路 |
| JPS6013415U (ja) * | 1983-04-21 | 1985-01-29 | ティーディーケイ株式会社 | 磁気センサ |
| JPS59166125U (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-07 | ティーディーケイ株式会社 | 磁気センサ |
| JPS59198310A (ja) * | 1983-04-26 | 1984-11-10 | Sony Magnescale Inc | 基準信号発生装置 |
| JPS60168018A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-31 | Nippon Denso Co Ltd | 位置検出装置 |
| JPH0762621B2 (ja) * | 1984-05-21 | 1995-07-05 | 株式会社井上ジャパックス研究所 | 磁気エンコーダ用零点検出装置 |
-
1976
- 1976-02-06 JP JP1257776A patent/JPS6047521B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5296047A (en) | 1977-08-12 |
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