JPS61132802A - 無接触位置測定装置の較正方法 - Google Patents

無接触位置測定装置の較正方法

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JPS61132802A
JPS61132802A JP60265198A JP26519885A JPS61132802A JP S61132802 A JPS61132802 A JP S61132802A JP 60265198 A JP60265198 A JP 60265198A JP 26519885 A JP26519885 A JP 26519885A JP S61132802 A JPS61132802 A JP S61132802A
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JP
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signal
voltage
signal generator
generators
signal generators
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JP60265198A
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ハンス‐デイートリツヒ・クレフト
ミヒヤエル・イエニンク
ホルガー・マツケントウーン
トールステン・バイク
トーマス・ニツニク
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ANGEBUANTE DEIGITARU ELECTRON GmbH
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ANGEBUANTE DEIGITARU ELECTRON
ANGEBUANTE DEIGITARU ELECTRON GmbH
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Publication date
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    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • 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
    • G01D18/00Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
    • G01D18/008Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory
    • GPHYSICS
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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】 発明の関連する技術分野 本発明は、位置決めされる可動部分が設けられており、
該可動部分にはセンサ支持体が空間的に隣接して対応し
て設けられており、紋センサ支持体は複数の、互いに空
間的に分離された信号発生器を有しており、これら発生
器の各々に電圧印加可能であり、さらに読出・評価装置
が設けられており、該読出・評価装置に、個々の信号発
生器を、その前記可動部分の位置に依存する出力信号の
測定検出のために接続可能であり、その際可動部分は負
荷を成す、または磁力線を発生する位置指示器として構
成されており、その位置の変化時に発生ないし変位する
電圧信号が、評価可能な情報を含んでおり、さらに前記
信号発生器は支持体上に所定の間隔で配置されており、
その位置において評価に用いられ゛、さらに前記読出・
評価装置は、各信号発生器に、位置が変化した、ないし
静止している位置指示器の位置および幾可学的および物
理的形状に依存する信号発生器出力信号の検出のために
接続されており、さらに電子的マルチプレクサが設けら
れており、該マルチプレクサに各信号発生器を、その出
力信号を評価装置に区分して伝送するために接続可能で
あり、その際電子的評価装置は、信号の特定の1つの点
を、位置指示器の位置を表す信号部分として受信し、ひ
いては個々の信号発生器の間の位置測定を行う、無接触
位置測定装置の較正方法に関する。
従来技術 この形式の装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第!1
244891号公報から公知である。
この装置では、読出された信号発生器の各電圧値が、所
定の磁石位置の磁石の全作用領域に亘って対応づけられ
る。これにより長さ単位で測定される各磁石位置が、対
応する電圧分布(以下位置−電圧分布と称す)を有する
ようになっている。磁石の位置をずらす度に、新たな位
置−電圧分布が生じる。この位置−電圧分布は一義的で
ある、即ち各磁石位置にはちょうど1つの位置−電圧分
布が対応し、逆に1つの位置−電圧分布には1つの磁石
位置のみ対応する。較正過程において、個々の磁石位置
に特定の位置−電圧分布が対応付けられて記憶される。
引続い文測定過程において、磁石が信号発生器に対して
平行に移動すると、測定された位紮−電圧分布に、メモ
リに記憶されている位置−電圧分布を対応付けることが
でき、つまりは磁石の未知の位置を推定することができ
る。磁石はこの公知の方法によれば可動部分と連結され
ており、従って可動部分く対する位置指示器として用い
ることができる。
発明が解決しようとする問題点 位置指示器が非常に大きな行程を移動するとき、全信号
発生器区間に亘る多数の電圧値を記憶しなければならな
い。これはかなり不利な点である。さらに場合によって
は位置指示器(磁石)と信号発生器と、の間の距離の変
化が位置−電圧分布の変化をもたらす可能性があり、ま
た較正に用いられた磁石の強さも、電圧分布特性に影響
を及ぼす。
従って本発明の目的は、冒頭に述べた形式の較正装置に
おいて、上記欠点を回避し且つ位置−電圧分布の対応特
性が一義的になるようにすることにある。
この目的は、位置指示器を信号発生器の列に対して平行
に移動させ、且つ各信号発生器に対し各々1つの長さの
値を、1つの信号発生器の出力信号が値0または別の1
つの特定の値を示し且つ他方で隣接の信号発生器がプラ
スないしマイナスの偏差を有するときに割当て、さらに
位置指示器の移動の間に、隣接する信号発生器、の電圧
値が正確に定義された比を示すときく別の長さの値が記
憶されるようにすることによって達成される。
本発明の別の方法によれば、位置指示器を信号発生器の
列に平行に一定の歩進幅で移動させ、この一定の位置シ
フトの際に生ずる電圧比を記憶することkより上記問題
点が解決される。
実施例 次に本発明を、図示の線図に関連して説明する。
信号発生器に対する磁石の相対的位置に関連して電圧と
して示される信号発生器特性は、第3図に示すような典
を的経過を有する。磁石が信号発生器に関して真中での
均一な磁界分布を有するとき、この信号発生器がそのこ
とを示す特定の電圧を送出する。この電圧値は、ここで
は予め相応の電圧調mt−行うことにより値01有する
ようにされている。磁石の−1の極がこの信号発生器位
置に近づくと、先ず電圧が直線的に上昇ないし下降する
。磁界の強さと磁界の信号発生器からの距離とに応じて
、この直線的経過は非直線的経過に移行し、最終的に磁
界の作用による最高電圧値に達する。
本発明の方法では、磁界に感応する信号発生器の作用特
性のうちの以下の4つの特徴が利用される。
1、 電圧01r:有する信号発生器出力値が、磁石の
厳密に1つの所定位置を規定する。
2、磁石の長手方向変位の所定の限界内において、信号
発生器特性曲線が直線とみなせる。
3、磁石が信号発生器に対して平行に距離が変化すると
き、信号発生器の直線領域においてもっばら特性曲線の
傾斜が変化する。
4、信号発生器間の平均的間隔に比べて充分長い磁石の
場合、隣接する信号発生器がその電圧値を各々特性曲線
の直線領域に保持することができる。
従って、測定装置の較正のため、および磁石の長手方向
位置の正確な測定のために、次のようなステップが行な
われる。即ち、 1つの磁石を適当な機械的装置を用いて、磁界化感応す
る信号発生器の列に平行に所定の歩進幅で移動させる。
この過程で各信号発生器に長さの値が対応付けられる。
この長さの値は、信号発生器の値0′t−有する出力信
号または別の特定の値を有する出力信号に相応する。さ
らに隣接する信号発生器の電圧相互の比が求めら蜆所定
の電圧比に達すると、この長さ単位に対応付けられる。
従って磁石位置に電圧値の比を介して長さの単位が対応
付けられる。磁石の未知の位置の測定の際、磁石の作用
を受ける個々の信号発生器の相応の電圧が測定され、隣
接する発生器の信号の比が形成され、その際電圧頃の極
性が切替わるところの信号発生器が選定される。較正過
程の電圧比とちょうど一致する信号発生器電圧比には1
つの決まった位置が対応する。これらの較正(直の間に
ある電圧比には、適当な補間過程を用いて所定の磁石位
置を対応付けることができる。
上記の方法は変形することができる。例えば磁石の位置
を一定の歩進幅でずらした位置毎に測定された電圧比を
記憶するようにする。つまりは上記のように一定の電圧
比で長さの単位が記憶されるのではな(、所定の長さ単
位℃検出された電圧比が記憶されるようにしてもよい。
この方法の場合、較正装置の所定の歩進幅に対して1つ
の任意の精度の電圧数値比を求めることができるという
利点を有する。
この方法は、具体的には次のようにして実施することが
できる。即ち、棒磁石は長さ装置に固定的に連結され℃
おり、所定の、正確に測定可能な長さ単位で歩進的に、
信号発生器の列に平行に移動させられる。1つの信号発
生器に対して値0の出力電圧が現われると、この信号発
生器には、長さの単位で位置の値が対応付けられ且つ記
憶される。これは、可動磁石を配置可能なすべての信号
発生器の真中に位置付けることによって行なわれる。さ
らに磁石の位置シフトの間に、いつ、隣り合う信号発生
器の電圧値がちょうど所定の比関係になるかが検出され
る。
この電圧比のときに、磁石の位置に対する長さ単位の値
がやはり記憶される。この方法を第4図に示す。このよ
うにして信号発生器間で、仮りに信号発生器が設げられ
ていたとすれば出力信号0を送出するであろう位置が検
出される。
次に第5図を参照して説明する。隣接する信号発生器の
電圧値の比a:bは較正過程から得た比に正確に相応す
る。これにより、この仮想の信号発生器の仮想特性曲線
を磁石の較正位置により正確に肇めることができる。第
6図には、2つの隣接する信号発生器の電圧比a:bが
較正比に一致しないときの比がどのようになるかを示す
。この場合、磁石の未知の位置Pxは瞬接の信号比から
補間により得られる。隣接する信号比として、第5図の
較正位置を用いることができる。しかしまた、第6図に
示すように、左側の較正位at−用いてもよい。
所定の磁石位置に対応すべき電圧比ないし所定の電圧比
に相応する磁石位置を記憶することにより、長手方向に
シフト可能な磁石の位置測定に利用できる装置が構成さ
れる。信号発生器列に対して任意の位置に動かすことの
できる磁石は磁石に感応する信号発生器に作用し、この
信号発生器の信号値は前述のドイツ連邦共和国特許出願
公開第3244891号公報による方法で読出される。
しかし本発明では、信号値の極性が切替わる信号発生器
の信号値のみを正確な位置測定に利用する。信号発生器
の電圧値の比が測定され、ここから適当な補間方法を用
いて磁石の正確な位置が測定される。
第1図および第2図は、磁石位置シフトに対する異なる
2つの位置−電圧分布を示す。磁石は、N極とS極とが
示された棒磁石として略示されている。信号発生器は8
1−88で示され、やはり略示されており、棒磁石との
関係で配置されている。磁石の2つの位置に対して、第
1図の位置−電圧分布1と第2図の位置−電圧分布2と
が示されている。個々のセンサの位置に対して各電圧が
U31−U86ないしU32−υs7で示されている。
個々の、磁界に感応する信号発生器には、第1図の08
1−086および第2図のTJ82−U87t−有する
相応の電圧値が対応している。S極には正の電圧値が対
応し、N極には負の電圧値が対応するものとする。
IES図には信号発生器の例えば信号発生器S4の特性
が示されている。信号発生器84KN極が近づくと、信
号発生器の電圧値が0位置より負になり、S極が近づく
と相応に正になる。
信号発生器の0位置近傍では、直線的な特性曲線と考え
てよい。
第4図には、隣り合う2つの信号発生器nおよびn+1
に対する2つの特性曲線が示されている。信号発生器が
各々電圧出力値0の電圧信号を送出すると、信号発生器
は位置値PnないしPn+1を受は取る。磁石が両信号
発生器の間にシフトされると、両信号発生器にて所定の
電圧比が現われる。これを第4図に相応の分数で示す。
電圧信号が所定の数の比に達すると、相応の位置値Pニ
ーPncが記憶される。信号発生器が後の測定の際にこ
の信号比を発生すると、そこから相応の位置が第4図に
示すように求められる。
第5図は、電圧比a:bが較正比に正確に一致して、そ
の結果較正位置P0が得られたときに、どのように比が
表わされるかを示す。この点P0により、ちょうどこの
点P0で電圧値0を送出する仮想の信号発生器の仮想特
性曲線を描(ことができる(破線)。
第6図には、較正点P0に相応しない電圧比&=bがど
のようになっているかを示す。この右側の較正位置ない
し左側の較正位置を用いて求めることができる。この右
側ないし左側の較正位置に対する電圧比から補間過程を
介して値P工を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は磁石位置シフ)K対する2つの異
なる位置−電圧分布の特性曲線図、第3図は1つの信号
発生器の出力電圧特性を示す線図、第4図は2つの隣り
合う信号発生器の電圧特性を示す線図、第5図は較正比
に一致する電圧比のときの仮想位置−電圧分布特性を示
す線図、第6図は、較正比に一致しない電圧比を有する
未知の磁石位置における仮想位置−電圧分布特性を示す
線図である。 sn〜sn+t、81〜13 B −・・信号発生器州 蝋嶋 州 麻鴫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、位置決めされる可動部分が設けられており、該可動
    部分にはセンサ支持体が空間的に隣接して対応して設け
    られており、該センサ支持体は複数の、互いに空間的に
    分離された信号発生器を有しており、これら信号発生器
    の各各に電圧印加可能であり、さらに読出・評価装置が
    設けられており、該読出・評価装置に、個々の信号発生
    器を、その前記可動部分の位置に依存する出力信号の測
    定検出のために接続可能であり、その際可動部分は負荷
    を成す、または磁力線を発生する位置指示器として構成
    されており、その位置の変化時に発生ないし変位する電
    圧信号が、評価可能な情報を含んでおり、さらに前記信
    号発生器は支持体上に所定の間隔で配置されており、そ
    の位置において評価に用いられ、さらに前記読出・評価
    装置は、各信号発生器に、位置が変化した、ないし静止
    している位置指示器の位置および幾可学的および物理的
    形状に依存する信号発生器出力信号の検出のために接続
    されており、さらに電子的マルチプレクサが設けられて
    おり、該マルチプレクサに各信号発生器を、その出力信
    号を評価装置に区分して伝送するために接続可能であり
    、その際電子的評価装置は、信号の特定の1つの点を、
    位置指示器の位置を表す信号部分として受信し、ひいて
    は個々の信号発生器の間の位置測定を行なう、無接触位
    置測定装置の較正方法において、位置指示器を信号発生
    器の列に対して平行に移動させ、且つ各信号発生器に対
    し、該信号発生器の出力信号が値0または別の1つの特
    定の値を示し且つ他方で隣接の信号発生器がプラスない
    しマイナスの偏差を有するときに各各1つの長さの値を
    割当て、さらに位置指示器の移動の間に、隣接する信号
    発生器の電圧値が正確に定義された比を示すときに別の
    長さの値が記憶されるようにすることを特徴とする無接
    触位置測定装置の較正方法。 2、位置決めされる可動部分が設けられており、該可動
    部分にはセンサ支持体が空間的に隣接して対応して設け
    られており、該センサ支持体は複数の、互いに空間的に
    分離された信号発生器を有しており、これら発生器の各
    々に電圧印加可能であり、さらに読出・評価装置が設け
    られており、該読出・評価装置に、個個の信号発生器を
    、その前記可動部分の位置に依存する出力信号の測定検
    出のために接続可能であり、その際可動部分は負荷を成
    すまたは磁力線を発生する位置指示器として構成されて
    おり、その位置の変化時に発生ないし変位する電圧信号
    が、評価可能な情報を含んでおり、さらに前記信号発生
    器は支持体上に所定の間隔で配置されており、その位置
    において評価に用いられ、さらに前記読出・評価装置は
    、各信号発生器に、位置が変化した、ないし静止してい
    る位置指示器の位置および幾可学的および物理的形状に
    依存する信号発生器出力信号の検出のために接続されて
    おり、さらに電子的マルチプレクサが設けられており、
    該マルチプレクサに各信号発生器を、その出力信号を評
    価装置に区分して伝送するために接続可能であり、その
    際電子的評価装置は、信号の特定の1つの点を、位置指
    示器の位置を表す信号部分として受信し、ひいては個々
    の信号発生器の間の位置測定を行なう、無接触位置測定
    装置の較正方法において、位置指示器を信号発生器の列
    に平行に一定の歩進幅で移動させ、この一定の位置シフ
    トの際に生ずる電圧比を記憶するようにしたことを特徴
    とする無接触位置測定装置の較正方法。
JP60265198A 1984-11-27 1985-11-27 無接触位置測定装置の較正方法 Pending JPS61132802A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3443176A DE3443176C1 (de) 1984-11-27 1984-11-27 Verfahren zur Kalibrierung eines elektronischen Positionsgebers
DE3443176.4 1984-11-27

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JPS61132802A true JPS61132802A (ja) 1986-06-20

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ID=6251250

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EP (1) EP0187910B1 (ja)
JP (1) JPS61132802A (ja)
DE (1) DE3443176C1 (ja)

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