JPS61120014A - 位置および角度検出装置 - Google Patents

位置および角度検出装置

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JPS61120014A
JPS61120014A JP24209384A JP24209384A JPS61120014A JP S61120014 A JPS61120014 A JP S61120014A JP 24209384 A JP24209384 A JP 24209384A JP 24209384 A JP24209384 A JP 24209384A JP S61120014 A JPS61120014 A JP S61120014A
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JP
Japan
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signal
phase
rectangular wave
signals
difference
Prior art date
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Pending
Application number
JP24209384A
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English (en)
Inventor
Toshio Kondo
近藤 才越
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.)
Nakamura Seisakusho KK
Original Assignee
Nakamura Seisakusho KK
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Publication date
Application filed by Nakamura Seisakusho KK filed Critical Nakamura Seisakusho KK
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 位置及び角度検出装置には、検出方法として磁気式、光
学式、静電式及び機械式等が、また機構としては回転式
及び直線式等がある。
これらの検出装置において分解能は重要な要素の一つで
ある。この分解能を高めるには主スケール、および検出
部のピッチを小さくする、すなわち、ある単位当りのピ
ッチ数を多く取る事により実現できる。だが単位当りの
ピッチ数を無限疋増す事は不可能で限度が有る。そのた
めに例えば回転式の場合高分解能にするには固定検出部
と回転部の直径を大きくして円周の長さを長くしピッチ
数を多く取る事がンこなわれている。また直線式のもの
においては、検出素子をノ(−ニヤ的に多数設置する必
要がありた。ただこれらについてはやはり制約を受ける
欠点が有る。例えば、回転部直径が大きくなると、全体
構造が大きくなり、コンパクト化ができないし、直線式
の場合は検出部の寸法精度、加工技術、調整、組立等が
非常に高度になり製品化しにくくなる欠点が有る。
本発明は回転式においては、回転部を大きくし、分解能
を上げることもなく、検出部を)く−ニヤ的に多数設置
することもなく、現行の2倍のピッチ数(周波数)と同
じ信号を波形比1対1で2の位相差をもつ2相矩形波信
号として取り出し、分解能も2倍に高める事が出来る。
またシ≦の位相差をもつ4相アナログ信号も取り出すこ
とができるすぐれた位置及び角度検出装置にかかるもの
である。
本発明の詳細な説明を第1図及び第2図で説明する。ま
ず〉1の位相差をもつ2相のアナログ信号発生部1は固
定検出極と移動検出極とをもち移動検出極の移動変化を
シ1の位相差をもつ2相アナログ信号、人相信号A、と
B相信号Bを出力する従来の装置と何ら変わりがないの
で詳細な説明は省略する。
アナログ信号発生部1の出力信号を電圧比較回路からな
る第1の波形整形部2で、A相信号とB相信号を、それ
ぞれ波形比を1=1とする矩形波信号a相信号aと、b
相信号すとに変換する。このa相矩形波信号aとb相矩
形波信号すとの位相差は呂周期(〉1)をもっている。
この位相差X周期をもつa相矩形波信号aとb相矩形波
信号すとを排他的論理和回路からなる第1の2倍回路部
3において、a相矩形波信号aとb相矩形波信号すとの
入力信号レベルが両方共にHvレベルはLレベルの場合
はLレベルの信号を出力し、また人力信号の一方がHレ
ベル、他方がLレベルの場合はHレベルを出力する。そ
のためにa相矩形波信号aおよびb相矩形波信号すの波
形のピッチの72で、波形比が1対1の矩形波信号Cを
出力する。これは、アナログ信号発生部で出力された信
号の2倍のピッチ数(周波数)をもつ矩形波信号となっ
ていて、本発明装置の一端の出力端子Cに矩形波信号C
として出力される。
また−万アナログ信号発生部1からの出力した2相のア
ナログ信号A相信号Aと、B相信号Bは4の信号合成部
に人力され、50合成和回路で人相(1g号とB相信号
との和の合成和信号A′を取り出し、6の合成差回路で
入相信号とB相信号との差の合成差信号B′を敗り出す
。この合成和信号A′はB相信号Bよりシ/4だけ位相
が進み、また合成差信号B′も人相信号へよりシ;更は
位相が進む。このシ2の位相差が2倍のピッチ数(周波
数)の出力信号をシーの位相差をもつ2相信号とする重
要な位相差である。合成和信号A′と合成差信号B′と
の位相差は名である。これはアナログ信号発生部で出力
した信号との位相点は7/′4でかつ合成信号間の位相
差はシ;となる2相のアナログ信号をこの4の信号合成
部で作っている。4の信号合成部で作られた2相のアナ
ログ信号を電圧比較回路からなる第2の波形整形部7で
合成和信号A′と合成差信号B′を、それぞれ、波形比
を1 it 1とする矩形波信号a′相信号a′とb′
相信号bりとに変換する。このa′相矩形波信号a′と
、b′相矩形波信号bりとの位相差はz周期(Z)をも
りている。この位相差%周期をもつa′相矩形波信号a
′とb′相矩形波信号bりとを排他的論理和回路からな
る第2の2倍回路部8において、a′相矩形波信号a′
とb′相矩形波信号bりとの人力信号レベルが両方共に
Hレベルか又はLレベルの場合はLレベルの信号を出力
し、また入力信号の一方がHvベベル方がLレベルの信
号の場合はHレベルの信号を出力する。そのためにa′
相矩形波信号a′及びb′相矩形波信号bりの波形のピ
ッチの/2で波形比が1対1となる矩形波信号dを出力
する。
これは、アナログ信号発生部で出力された信号の2倍の
周波数をもつ矩形波信号となっていて本発明装置の一端
の出力端子りに矩形波信号dとして化カシれる。出力端
子Cの出力信号Cと出力端子りの出力信号dとはアナロ
グ信号発生部の出力信号の2倍のピッチ数周波数で波形
比が1対1でかつ′/−の位相差をもつ本発明装置の2
相の出力信号である。
本発明の一実施例について第3図で詳細に説明する。1
は磁気式回転検出部で位相差2の2相の差動アナログ信
号発生部で、まず人相の差動信号を8aのオペアンプで
差動増巾し、その信号を28のコンパレーターに加えて
ここで波形比1;1の矩形波に変換する。このコンパレ
ーターで波形変換された矩形波信号aを3aのgOR集
積回路の一方の人力に加える。−万B相の差動信号も同
様に、8bのオペアンプで差動増巾し、その信号を2b
のコンパレーターに加えて波形比1対1の矩形波に変換
し、この変換された矩形波信号すを3aのBOR集積回
路の他の一方の入力に加え3aのBOR集積回路でa信
号とb信号との排他的論理和が取られ、ここで信号が2
倍に変換され、その出力を9のオープンコレクタ一式の
トランジスタスイッチング回路に加えて、9のトランジ
スターのコレクターから信号出力端子Cに2倍の周波数
の矩形波信号Cを出力する。
また、8aのオペアンプで増巾された人相信号と8bの
オペアンプで増巾されたB相信号を抵抗器Ra、Rbと
5のオペアンプからなる加算増巾器により人相信号とB
相信号との合成和信号A′を出力する。同様にオペアッ
プで増巾された人相信号とB相信号を抵抗器Rc 、R
dと6のオペアンプからなる減算増巾器によりA相信号
とB相信号の合成差信号B′を出力する。この合成和信
号A’tまB相信号と、合成差信号B′は人相信号とそ
れぞれシ≦の位相差をもち合成和信号A′と合成差信号
B′とはシ;の位相差をもつ。この合成和信号λ’&t
7aのコンパレーターに、合成差M 号B’F’t 7
 b f) コンノくレータ−に加えて、それぞれ波形
比1対1の矩形波信号a′とb′に変換する。このコン
ノくレータ−で変換された矩形波信号a′とb′は3b
のBOR集積回路に人力され、a′信号とb′信号の排
他的論理和が取られ、ここで信号が2倍に変換されその
出力を10のオープンコレクタ一式のトランジスタスイ
ッチング回路に加えて10のトランジスターのコレクタ
ーから信号出力端子りに2倍のピッチ数(周波数)の矩
形波信号dを出力する。出力信号Cとdとは位相差■/
2の2相の矩形波信号として出力されている。また合成
信号は、第4図のように和信号を抵抗器RaとRhとの
合成で作り、その信号をコアバレーグーに加え、差信号
はB相信号を反転増巾器6aを通して位相を反転させて
抵抗器Rc、Rdとの合成により作りその信号をコ/パ
レータ−に加えても作る事が出来る。もちろん反転増巾
器6bはB相信号だけにかぎらず第4図点線のととく人
相信号の方に入れB相信号は抵抗器Rdだけとしても同
じである。また!5図のように抵抗ReとRdO間に可
変抵抗器VRを入れて位相補正をおこなう畢が出来る。
同様に抵抗器Ra 、Rbの間に可変抵抗器V R/を
入れても同じである。
以上のように本発明による位置および角度検出装置は、
アナログ信号発生部の2相の出力信号を波形変換し2倍
回路により2倍のピッチ数周波数にした矩形波信号を一
端に出力し、またアナログ信号発生部の2相の出力信号
を信号合成部でもとの出力信号とXの位相差をもつ別の
2相アナログ信号を作り、それを波形変換し2倍回路に
より波形比が1:1で2倍の周波数の矩形波にし、前記
2惜の周波数の出力信号と、位相差がシ;で波形比が1
対1の信号を出力することができるから、固定検出部及
び移動検出部は現行の物で、出力信号が2倍のピッチ数
(周波数)となり分解能を2倍とした位置及び角度検出
装置を従来と同じ寸法精製〈 度、加工技術及び組立方法で効絨ぐ′低コストで提供す
ることができる。なおかつ技術の進歩により現行より分
解能が高いアナログ信号発生部が開発され場合において
もなおその2倍の分解能を出せることを特徴としたすぐ
れた位置及び角度検出装置となり得るものである。
また本発明からA相信号A、B相信号B1合成和信号A
′、及び合成差信号B′とにより位相差×の4相アナロ
グ信号を取り出す事も出来る亭は明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示すブロック図。 第2図は第1図の各部の信号を示す波形図。 第3図は本発明の一実施例の図。 第4図は本発明の合成信号部実施例図。 第5図は本発明の合成信号部での位相補正図。 1・・・・・・アナログ信号発生部 2・・・・・・第1の波形整形部 2a、2b・・・・・・コンパレータ 3・・・・・・第1の2倍回路部 3a、3b・・・・・・goa集積回路4・・・・・・
信号合成部 5・・・・・・加算増巾器 6・・・・・・減#、増巾器 6a 、6b・・・・・・反転増巾器 7・・・・・・第2の波形整形部 7a  7b……コンパレータ 8・・・・・・第2の2倍回路部 8a、8b・・・・・・差動増巾オペアンプ9.10・
・・・・・トラ7ジスター A・・・・・・A相信号 B・・・・・B相信号 A′・・・・・・合成和信号 B′・・・・・・合成差信号 a・・・・・・A相矩形波信号 b・・・・・・B相矩形波信号 a′・・・・・・合成和矩形波信号 b′・・・・・・合成並矩形波信号 C・・・・・・2倍ピッチ数(周波数)出力信号cd・
・・・・・2倍ピッチ数(周波数)出力信号dオ1図 ;P3図 才4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 移動部と固定部のいづれか一方に主スケールを他方に検
    出部を設置した位置および角度検出装置において、 1、■/2の位相をもつAとBの2相のアナログ信号信
    号発生部をもち、前記信号を波形比1対1の矩形波aと
    bに変換する第1の波形整形部と、前記の矩形波aとb
    の排他的論理和をとり、前記矩形波aとbのピッチの1
    /2で波形比が1対1の矩形波cを出力する第1の2倍
    回路と、前記A、Bの2相のアナログ信号の合成和信号
    A′と、合成差信号B′の位相を前記B、A信号に対し
    それぞれ■/4にする信号合成部と、前記A′およびB
    ′を波形比1対1の矩形波a′、b′にする第2の波形
    整形部と、前記矩形波a′およびb′の排他的論理和を
    とり前記矩形波a′とb′のピッチの1/2で波形比が
    1対1で、しかも矩形波cとの位相差が■/2なる矩形
    波dを出力する第2の2倍回路部とを有する位置および
    角度検出装置。 2、■/2の位相差をもつAとBの2相のアナログ信号
    発生部をもち、前記A、B2相のアナログ信号の合成和
    信号A′と、合成差信号B′の位相をそれぞれ前記Bお
    よびA信号に対しそれぞれ■/4の位相差をもつて出力
    する、特許請求の範囲1、の位置および角度検出装置。
JP24209384A 1984-11-16 1984-11-16 位置および角度検出装置 Pending JPS61120014A (ja)

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JPS61120014A true JPS61120014A (ja) 1986-06-07

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JP (1) JPS61120014A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311947A2 (en) * 1987-10-12 1989-04-19 Olympus Optical Co., Ltd. Count error detecting device for count type measuring instruments
JP2021135161A (ja) * 2020-02-27 2021-09-13 株式会社東海理化電機製作所 回転検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0311947A2 (en) * 1987-10-12 1989-04-19 Olympus Optical Co., Ltd. Count error detecting device for count type measuring instruments
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