JPS614919A - 位置エンコーダ補償装置 - Google Patents
位置エンコーダ補償装置Info
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- JPS614919A JPS614919A JP60124996A JP12499685A JPS614919A JP S614919 A JPS614919 A JP S614919A JP 60124996 A JP60124996 A JP 60124996A JP 12499685 A JP12499685 A JP 12499685A JP S614919 A JPS614919 A JP S614919A
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- JP
- Japan
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- signal
- scale
- encoder
- forming
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
- G01D18/001—Calibrating encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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
- G01D5/244—Mechanical 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
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/2448—Correction of gain, threshold, offset or phase control
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical 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
- G01D5/12—Mechanical 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
- G01D5/244—Mechanical 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
- G01D5/24471—Error correction
- G01D5/2449—Error correction using hard-stored calibration data
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (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】
（発明の技術分野）
本発明は位置エンコーダおよびトランスデユーサに係り
、特に目盛およびその誤差の補償用装置および技術に関
する。
、特に目盛およびその誤差の補償用装置および技術に関
する。
（発明の技術的背景）′
電気光学的なエンコーダすなわちトランスデユーサが直
線的もしくは回転運動あるいは位置を測定するために用
いられることは知られている。このようなエンコーダは
光に応動するセグメントと不透明なセグメントとが交互
に配、置されてなる目盛を有し、この目盛は光学的ヘッ
ドと協働して目盛に対するヘッドの運動を表わす光学パ
ターンを形成する。この相対的運動を表わす光学パター
ンから電気信号が取出され、これらの信号は一般に目盛
に対するヘッドの移動距離を表わすディジタルカウント
を生じるように処理される。目盛セグメントの幅とか間
隔のばらつきのような目盛誤差は目的とする運動経路に
沿う距離の測定に誤差を生じる。このような誤差は、高
密度の光学的パターンがエンコーダ目盛に設けられてい
る高分解能エンコーダでは特に太き々問題となる。目盛
誤差は今まで目盛に沿う距離の所定間隔毎に１カウント
だけ加算するか減算するかして誤差成分を最小にするよ
うに合計カウントを比例的にするエンコーダ回路におけ
る調整によって処理されている。
線的もしくは回転運動あるいは位置を測定するために用
いられることは知られている。このようなエンコーダは
光に応動するセグメントと不透明なセグメントとが交互
に配、置されてなる目盛を有し、この目盛は光学的ヘッ
ドと協働して目盛に対するヘッドの運動を表わす光学パ
ターンを形成する。この相対的運動を表わす光学パター
ンから電気信号が取出され、これらの信号は一般に目盛
に対するヘッドの移動距離を表わすディジタルカウント
を生じるように処理される。目盛セグメントの幅とか間
隔のばらつきのような目盛誤差は目的とする運動経路に
沿う距離の測定に誤差を生じる。このような誤差は、高
密度の光学的パターンがエンコーダ目盛に設けられてい
る高分解能エンコーダでは特に太き々問題となる。目盛
誤差は今まで目盛に沿う距離の所定間隔毎に１カウント
だけ加算するか減算するかして誤差成分を最小にするよ
うに合計カウントを比例的にするエンコーダ回路におけ
る調整によって処理されている。
この型式の補償は、カウント補正がエンコーダ移動量の
所定間隔毎に単一ステップで行われる点、および運動が
補償カウントの行われた目盛の近くで検知されると補償
が不充分になる点で不満足である。同様の誤差が電気光
学形以外の位置エンコーダもしくはトランスデユーサに
おいても生じ得る。
所定間隔毎に単一ステップで行われる点、および運動が
補償カウントの行われた目盛の近くで検知されると補償
が不充分になる点で不満足である。同様の誤差が電気光
学形以外の位置エンコーダもしくはトランスデユーサに
おいても生じ得る。
（発明の概要）
本発明は要約すると相対運動の全経路に沿う目盛および
他の同様の誤差に対し自動的に補償を行う位置エンコー
ダもしくはトランスデユーサ用の補償装置を提供するも
のである。エンコーダ４Ｍ号の位相は相対運動の各小増
分につき小量だけ変化し目盛誤差に対して補償したエン
コーダ信号が形成される。位相修正は相対運動の検知に
よってエンコーダ信号の位相に加算されるか減算されて
行われる。直線エンコーダでは目盛誤差は直線関数で表
わされることが好ましく、この誤差関数の傾斜を表わす
修正係数が取出される。
他の同様の誤差に対し自動的に補償を行う位置エンコー
ダもしくはトランスデユーサ用の補償装置を提供するも
のである。エンコーダ４Ｍ号の位相は相対運動の各小増
分につき小量だけ変化し目盛誤差に対して補償したエン
コーダ信号が形成される。位相修正は相対運動の検知に
よってエンコーダ信号の位相に加算されるか減算されて
行われる。直線エンコーダでは目盛誤差は直線関数で表
わされることが好ましく、この誤差関数の傾斜を表わす
修正係数が取出される。
エンコーダハ、エンコータ目盛ニ対スルエンコーダヘッ
ドの各所定運動量毎に出力信号を形成するように動作す
る変位カウンタに与えられる正弦波信号を形成する。変
位カウンタは目盛誤差の測定から取出された入力を受取
り、この入力は修正出力が与えられるべき相対運動の量
を決定する。
ドの各所定運動量毎に出力信号を形成するように動作す
る変位カウンタに与えられる正弦波信号を形成する。変
位カウンタは目盛誤差の測定から取出された入力を受取
り、この入力は修正出力が与えられるべき相対運動の量
を決定する。
変位カウンタはカウンタスイッチング論理回路を動作さ
せ移動経路全体を通してエンコーダ信号に必要な位相修
正を与える。位相補償されたエンコーダ信号は次いで表
示または他の使用目的のためにエンコーダ出力として用
いられる。一般に使用前のエンコーダ信号は、知られて
いるようにサイクル補間論理回路に与えられ、エンコー
ダ出力信号の分解能を増すようにされる。
せ移動経路全体を通してエンコーダ信号に必要な位相修
正を与える。位相補償されたエンコーダ信号は次いで表
示または他の使用目的のためにエンコーダ出力として用
いられる。一般に使用前のエンコーダ信号は、知られて
いるようにサイクル補間論理回路に与えられ、エンコー
ダ出力信号の分解能を増すようにされる。
本発明は入力運動を表わす正弦波を生じるいかなる直線
または回転エンコーダもしくはトランスデユーサにも適
用でき、いかなる繰返し状の位相誤差関数に対しても補
償を行い得る。一般に誤差関数の表示は蓄積され、位相
修正は蓄積された誤差関数にしたがってエンコーダ信号
の位相を適描にシフトすることにより行われる。
または回転エンコーダもしくはトランスデユーサにも適
用でき、いかなる繰返し状の位相誤差関数に対しても補
償を行い得る。一般に誤差関数の表示は蓄積され、位相
修正は蓄積された誤差関数にしたがってエンコーダ信号
の位相を適描にシフトすることにより行われる。
（実施例）
本発明の好適な実施例では、監視されるべき経路に沿っ
て配された細長い目盛を有する直線エンコーダが用いら
れ、目盛に対゛する運動用に取付耽られた電気光学的ヘ
ッドが移動経路に沿う相対運動または位置を表わす電気
信号を形成する。代表的な構成例では、ヘッドは工作機
械または他の装置に固定され、一方目盛は目盛の長さに
沿った順方向および逆方向への運動用の可動要素に取付
けられる。エンコーダ出力は通常基準位置に関するヘッ
ドに沿った目盛による移動距離の測定値であり、屡々距
離を示す数値表示の形状である。エンコーダ出力信号は
また機械要素の自動制御用制御装置等にも用いられ得る
。
て配された細長い目盛を有する直線エンコーダが用いら
れ、目盛に対゛する運動用に取付耽られた電気光学的ヘ
ッドが移動経路に沿う相対運動または位置を表わす電気
信号を形成する。代表的な構成例では、ヘッドは工作機
械または他の装置に固定され、一方目盛は目盛の長さに
沿った順方向および逆方向への運動用の可動要素に取付
けられる。エンコーダ出力は通常基準位置に関するヘッ
ドに沿った目盛による移動距離の測定値であり、屡々距
離を示す数値表示の形状である。エンコーダ出力信号は
また機械要素の自動制御用制御装置等にも用いられ得る
。
直線エンコーダ目盛は出力測定における対応誤差に帰結
する誤差を有する。目盛誤差は光応答セグメントの幅お
よび／または間隔のばらつきによって生じ、このばらつ
きは目盛の作製における誤差またはばらつき、使用中の
目盛の熱膨張および収縮もしくは設置場所での目盛の曲
りによって生じる。
する誤差を有する。目盛誤差は光応答セグメントの幅お
よび／または間隔のばらつきによって生じ、このばらつ
きは目盛の作製における誤差またはばらつき、使用中の
目盛の熱膨張および収縮もしくは設置場所での目盛の曲
りによって生じる。
直線エンコーダ目盛用の代表的な誤差測定結果が第２図
に示されている。一連の測定点は目盛長りに沿ってプロ
ットされている。これらの点から得られる直線（ＢＳＬ
）は測定各点に適合し傾き”／Ｌを有する直線誤差関数
を与える。このＢ６１Ｌ誤差関数は実際の誤差の良好な
近似であり、本発明の新規な補償装置の利用を簡単化す
るのに有利である。しかし、本発明はこの特定の誤差関
数に限定されるものではなく、本発明は他の誤差関数に
も適用できる。ＢＳＬ関数は誤差曲線の傾斜を示す数お
よび傾きの正負極性を示す符号信号またはビットによっ
ても表される。ＢＳＬ曲線の傾きは直線密度すなわちエ
ンコーダ目盛の分解能°とは別個のものである。
に示されている。一連の測定点は目盛長りに沿ってプロ
ットされている。これらの点から得られる直線（ＢＳＬ
）は測定各点に適合し傾き”／Ｌを有する直線誤差関数
を与える。このＢ６１Ｌ誤差関数は実際の誤差の良好な
近似であり、本発明の新規な補償装置の利用を簡単化す
るのに有利である。しかし、本発明はこの特定の誤差関
数に限定されるものではなく、本発明は他の誤差関数に
も適用できる。ＢＳＬ関数は誤差曲線の傾斜を示す数お
よび傾きの正負極性を示す符号信号またはビットによっ
ても表される。ＢＳＬ曲線の傾きは直線密度すなわちエ
ンコーダ目盛の分解能°とは別個のものである。
本発明を実施する装置が第１図にブロック線図として示
されている。エンコーダ１０は＋Ｓ、−Ｓ。
されている。エンコーダ１０は＋Ｓ、−Ｓ。
＋Ｃおよび−Ｃの４つの正弦波信号の出力信号を形成す
る。これら信号は各相が他軸から９０度変位した′２つ
の相補正弦波対からなる。そして第３図に示すような４
つの信号が形成される。これらの信号１ｒｉ、エンコー
ダヘッドに対するエンコーダ目盛の各所定運動につきｌ
出力パルスを形成する変位カウンタに与えられる。カウ
ンタ１２は一方向への相対運動につき１つの増分出力パ
ルスを、反対方向の相対運動につき１つの減分出力パル
スを形成する。カウンタ１２へのノリセット入力は制御
器１４によって与えられる。制御器１４はカウンタ１２
が出力を生じるような変位増分を形成する。そして、ヘ
ッドに対するエンコーダ目盛の各所定運動につきカウン
タ１２は運動の方向にしたがって増分パルスもしくは減
分パルスを形成する。カウンタ１２の出力は反転スイッ
チ１６を介して位相制御カウンタ１８に与えられる。反
転スイッチは制御器１４からの極性ビットによって制御
される。誤差の傾きの極性は誤差関数が最初にプロット
されたときに決定される。次いで制御器１４からカウン
タ１２への極性ビット入力は特定の目盛誤差に対してセ
ットされる。仮に異った目盛が設けられると、この新し
い目盛用の誤差プロットが行われ、誤差曲線の傾きが決
定される。制御器１４からの極性ビットは新たな目盛用
の誤差曲線の傾きにより正または負にセットされる。図
示の例では、第１図のＢＳＬ曲線は正の傾きを有し、制
御器１４によりスイッチ１６へ正符号ビットが与えられ
る。スイッチは特定の誤差傾きに対し示された位置に残
る。仮に誤差傾きが負であるとスイッチ位置は反転され
る。
る。これら信号は各相が他軸から９０度変位した′２つ
の相補正弦波対からなる。そして第３図に示すような４
つの信号が形成される。これらの信号１ｒｉ、エンコー
ダヘッドに対するエンコーダ目盛の各所定運動につきｌ
出力パルスを形成する変位カウンタに与えられる。カウ
ンタ１２は一方向への相対運動につき１つの増分出力パ
ルスを、反対方向の相対運動につき１つの減分出力パル
スを形成する。カウンタ１２へのノリセット入力は制御
器１４によって与えられる。制御器１４はカウンタ１２
が出力を生じるような変位増分を形成する。そして、ヘ
ッドに対するエンコーダ目盛の各所定運動につきカウン
タ１２は運動の方向にしたがって増分パルスもしくは減
分パルスを形成する。カウンタ１２の出力は反転スイッ
チ１６を介して位相制御カウンタ１８に与えられる。反
転スイッチは制御器１４からの極性ビットによって制御
される。誤差の傾きの極性は誤差関数が最初にプロット
されたときに決定される。次いで制御器１４からカウン
タ１２への極性ビット入力は特定の目盛誤差に対してセ
ットされる。仮に異った目盛が設けられると、この新し
い目盛用の誤差プロットが行われ、誤差曲線の傾きが決
定される。制御器１４からの極性ビットは新たな目盛用
の誤差曲線の傾きにより正または負にセットされる。図
示の例では、第１図のＢＳＬ曲線は正の傾きを有し、制
御器１４によりスイッチ１６へ正符号ビットが与えられ
る。スイッチは特定の誤差傾きに対し示された位置に残
る。仮に誤差傾きが負であるとスイッチ位置は反転され
る。
制御器１４によってカウンター２に与えられるプリセッ
ト値Ｎは、 ここでＫはそれにより位相がシフトするエンコーダ目盛
の線対空間の項、 Ｅ／ＬはＢＳＬ誤差関数の傾き。 ゛ によって定まる。図示の実施例において、Ｋは”／６４
でありしたがって位相修正は目盛サイクルの各１／６４
毎すなわち５，６２５度毎に行われ、これは０．０００
８ ｔｔａ （３１，２５マイクロインチ）毎に修正が
行われることである。−例として１インチ当ｆｉ ５０
０本の目盛では線対空間サイクル△ａｙは０．００２イ
ンチで、ＢＳＬ誤差傾き（Ｋ／Ｌ ’）は２５Ｘ１０
（２５ｐｐｍ ）であり、Ｎは６２５である。各位相
シフト修正のための変位増分はＮ（△Ｃ！ｙ） ＝ １
．２５インチである。したがって１．２５インチの各目
盛運動につき５．６２５度の位相シフト修正が行われる
。
ト値Ｎは、 ここでＫはそれにより位相がシフトするエンコーダ目盛
の線対空間の項、 Ｅ／ＬはＢＳＬ誤差関数の傾き。 ゛ によって定まる。図示の実施例において、Ｋは”／６４
でありしたがって位相修正は目盛サイクルの各１／６４
毎すなわち５，６２５度毎に行われ、これは０．０００
８ ｔｔａ （３１，２５マイクロインチ）毎に修正が
行われることである。−例として１インチ当ｆｉ ５０
０本の目盛では線対空間サイクル△ａｙは０．００２イ
ンチで、ＢＳＬ誤差傾き（Ｋ／Ｌ ’）は２５Ｘ１０
（２５ｐｐｍ ）であり、Ｎは６２５である。各位相
シフト修正のための変位増分はＮ（△Ｃ！ｙ） ＝ １
．２５インチである。したがって１．２５インチの各目
盛運動につき５．６２５度の位相シフト修正が行われる
。
カウンタ１８はヘッドに対してエンコーダ目盛が運動し
た変位増分の数を表わす多重ピッ・トデイジタル信号を
形成する。このカウンタ出力は行われるべき総位相補償
量を意味する。出力信号すなわちカウンタ１８からの信
号は象限スイッチ側、２２および合成スイッチ路、３０
の動作を制御して所望の位相修正を行う。ビットＸ４お
よびＸ５は蓄積された位相補償の象限を示す。ビットＸ
ｏ−Ｘ３は修正のためにエンコーダ信号位相に加えられ
るべき選択象限の位相を示す。
た変位増分の数を表わす多重ピッ・トデイジタル信号を
形成する。このカウンタ出力は行われるべき総位相補償
量を意味する。出力信号すなわちカウンタ１８からの信
号は象限スイッチ側、２２および合成スイッチ路、３０
の動作を制御して所望の位相修正を行う。ビットＸ４お
よびＸ５は蓄積された位相補償の象限を示す。ビットＸ
ｏ−Ｘ３は修正のためにエンコーダ信号位相に加えられ
るべき選択象限の位相を示す。
象限スイッチ側および２２はカウンタ１８からの出力信
号の最上位ビット（Ｘ４．Ｘ５）により制御される。各
象限スイッチの出力は各抵抗回路２４および２６に与え
られ、その出力は各合成スイッチ列およびＩに与えられ
る。カウンタ１８カらの出力信号の４つの最下位ピッ）
（Ｘｏ ＝Ｘａ ）は合成スイッチ路および３０の動
作を制御するために用いられる。スイッチ列の出力は補
償されたエンコーダ信号＋Ｓ′を形成し、インバータ３
２による極性反転によって相補的エンコーダ信号−８′
を生じる。スイッチ（資）は補償されたエンコーダ信号
−Ｃ′を形成し、インバータ３４による極性反転によっ
て相補的エンコーダ信号＋Ｃ′を生じる。
号の最上位ビット（Ｘ４．Ｘ５）により制御される。各
象限スイッチの出力は各抵抗回路２４および２６に与え
られ、その出力は各合成スイッチ列およびＩに与えられ
る。カウンタ１８カらの出力信号の４つの最下位ピッ）
（Ｘｏ ＝Ｘａ ）は合成スイッチ路および３０の動
作を制御するために用いられる。スイッチ列の出力は補
償されたエンコーダ信号＋Ｓ′を形成し、インバータ３
２による極性反転によって相補的エンコーダ信号−８′
を生じる。スイッチ（資）は補償されたエンコーダ信号
−Ｃ′を形成し、インバータ３４による極性反転によっ
て相補的エンコーダ信号＋Ｃ′を生じる。
象限スイッチ２０は第４図に抵抗回路々および合成スイ
ッチあと共に示されている。象限スイッチ２２は同様に
構成されている。象限スイッチ側、抵抗ネットワーク２
４および合成スイッチ２８は正弦チャンネルを構成し、
一方余弦チヤンネルは象限スイッチ２２、抵抗回路２６
および合成スイッチ側゛を有する。象限スイッチ側およ
びｎは蓄積された位相付加エンコーダ信号の各位相象限
毎に各抵抗回路に信号を与える。第１象限におけるカウ
ンタ１８からの信号に対して、すなわち０乃至９０度の
位相を有する蓄積された位相補償信号に対してエンコー
ダ信号子Ｓおよび一〇によって象限情報が与えられる。
ッチあと共に示されている。象限スイッチ２２は同様に
構成されている。象限スイッチ側、抵抗ネットワーク２
４および合成スイッチ２８は正弦チャンネルを構成し、
一方余弦チヤンネルは象限スイッチ２２、抵抗回路２６
および合成スイッチ側゛を有する。象限スイッチ側およ
びｎは蓄積された位相付加エンコーダ信号の各位相象限
毎に各抵抗回路に信号を与える。第１象限におけるカウ
ンタ１８からの信号に対して、すなわち０乃至９０度の
位相を有する蓄積された位相補償信号に対してエンコー
ダ信号子Ｓおよび一〇によって象限情報が与えられる。
第４図に示すように、象限スイッチ側は信号子Ｓおよび
−Ｃを抵抗回路ムに与える。第２象限におけるカウンタ
１８からの信号に対して、すなわち９０乃至１８０度の
位相を有する信号に対してスイッチ２０はスイッチタッ
プに接続されて信号−８および−Ｃを抵抗回路冴に与え
る。同様に第３象限のエンコーダ信号に対してスイッチ
側は信号−８および十〇を抵抗回路に与える。第４象限
の信号に対してスイッチ側は信号子〇および＋Ｓを抵抗
回路に与える。
−Ｃを抵抗回路ムに与える。第２象限におけるカウンタ
１８からの信号に対して、すなわち９０乃至１８０度の
位相を有する信号に対してスイッチ２０はスイッチタッ
プに接続されて信号−８および−Ｃを抵抗回路冴に与え
る。同様に第３象限のエンコーダ信号に対してスイッチ
側は信号−８および十〇を抵抗回路に与える。第４象限
の信号に対してスイッチ側は信号子〇および＋Ｓを抵抗
回路に与える。
抵抗回路別および２６の各タップは与えられた信号の重
み付け合計値を形成し位相補償のために所望の位相シフ
トを生じる。合成スイッチ路および３０は対応する抵抗
回路調および２６の各タッグを順次選択するように動作
する。抵抗および抵抗タップの数は、補償を行うために
エンコーダ信号に加算され（あるいは減算され）るべき
位相補償係数に従って定められる。図示実施例では５，
６２５度（９０°／１６）の補償係数を形成するため１
６個の抵抗が用いられている。スイッチ路および加はエ
ンコーダの予め選択された各増分運動につき各抵抗回路
Ｕおよび２６の後続タッグに接続する。図示実施例にお
いて１．２５インチの各増分運動につき、スイッチあお
よび刃はカウンタ１８がらのディジタル信号によって定
まるように各回路冴および２６の次のタップを選択する
。５，６２５度の増分における位相補償は回路路および
３０によって行われる。そして回路２４のタップ１は５
，６２５度の位相シフトを行い、タップ２はこの位相シ
フトの２倍のシフトを行い、１タツゾ３は５，６２５度
の３倍のシフトを行う。回路２６も同様に動作する。回
路飼および２６は抵抗ブリッジの２本の脚として考えら
れる。回路２４は第１象限修正を行う。回路２６は第２
象限修正を行う。
み付け合計値を形成し位相補償のために所望の位相シフ
トを生じる。合成スイッチ路および３０は対応する抵抗
回路調および２６の各タッグを順次選択するように動作
する。抵抗および抵抗タップの数は、補償を行うために
エンコーダ信号に加算され（あるいは減算され）るべき
位相補償係数に従って定められる。図示実施例では５，
６２５度（９０°／１６）の補償係数を形成するため１
６個の抵抗が用いられている。スイッチ路および加はエ
ンコーダの予め選択された各増分運動につき各抵抗回路
Ｕおよび２６の後続タッグに接続する。図示実施例にお
いて１．２５インチの各増分運動につき、スイッチあお
よび刃はカウンタ１８がらのディジタル信号によって定
まるように各回路冴および２６の次のタップを選択する
。５，６２５度の増分における位相補償は回路路および
３０によって行われる。そして回路２４のタップ１は５
，６２５度の位相シフトを行い、タップ２はこの位相シ
フトの２倍のシフトを行い、１タツゾ３は５，６２５度
の３倍のシフトを行う。回路２６も同様に動作する。回
路飼および２６は抵抗ブリッジの２本の脚として考えら
れる。回路２４は第１象限修正を行う。回路２６は第２
象限修正を行う。
第３象限信号は第１象限信号に相補的であるから第３象
限の補償信号は回路３４により与えられる信号を極性反
転することにより簡単に得られる。同様に、第４象限用
の補償信号は第２象限用信号の相補的なものであり回路
２６からの信号の反転により得られる。これば第２図に
示されるように、補傷信号＋Ｓ′および−Ｃ′が回路冴
および届によって与えられ、補償信号−８′および＋Ｃ
′は各信号十Ｓ′および−Ｃ′の反転によって得られる
。
限の補償信号は回路３４により与えられる信号を極性反
転することにより簡単に得られる。同様に、第４象限用
の補償信号は第２象限用信号の相補的なものであり回路
２６からの信号の反転により得られる。これば第２図に
示されるように、補傷信号＋Ｓ′および−Ｃ′が回路冴
および届によって与えられ、補償信号−８′および＋Ｃ
′は各信号十Ｓ′および−Ｃ′の反転によって得られる
。
補償信号はサイクル補間論理回路（第５図）に与え′ら
れ、その出力は画定された経路に沿うエンコーダ移動の
出力指示を形成する出力カウンタ３８に与えられる。サ
イクル補間論理回路３６は細かい分解能の目盛を用いず
にエンコーダ出力信号の分解能を増し、より綿密度の高
いエンコーダ目盛によって与えられる高分解能を形成す
る。サイクル補間技術は公知であり、本発明の発明者に
よる米国特許第３，２６５，９０２号、第３，３１０，
７９８号および第３．３１２，８２８号でも取上げられ
ている。
れ、その出力は画定された経路に沿うエンコーダ移動の
出力指示を形成する出力カウンタ３８に与えられる。サ
イクル補間論理回路３６は細かい分解能の目盛を用いず
にエンコーダ出力信号の分解能を増し、より綿密度の高
いエンコーダ目盛によって与えられる高分解能を形成す
る。サイクル補間技術は公知であり、本発明の発明者に
よる米国特許第３，２６５，９０２号、第３，３１０，
７９８号および第３．３１２，８２８号でも取上げられ
ている。
本発明は説明および図示した特定の内容に限定されるも
のではなく特許請求の範囲に示される通りのものである
。
のではなく特許請求の範囲に示される通りのものである
。
第１図は本発明の誤差補償システムのブロック線図、第
２図は測定した誤差点のＢＳＬ近似を含む直線エンコー
ダ目盛用の代表的な誤差特性図、第３図は４つの象限位
相エンコーダ信号を示す波、形図、第４図は第２図のス
イッチング論理回路を示す図、第５図は本発明に用いる
サイクル補間論理回路および出力カウンタのブロック線
図である。 加・・・・・象限スイッチ、 Ｕ・・合成スイッチ。 ほか１名 ＩＧ３ ＩＧ４
２図は測定した誤差点のＢＳＬ近似を含む直線エンコー
ダ目盛用の代表的な誤差特性図、第３図は４つの象限位
相エンコーダ信号を示す波、形図、第４図は第２図のス
イッチング論理回路を示す図、第５図は本発明に用いる
サイクル補間論理回路および出力カウンタのブロック線
図である。 加・・・・・象限スイッチ、 Ｕ・・合成スイッチ。 ほか１名 ＩＧ３ ＩＧ４
Claims (15)
- （１）目盛およびこの目盛に対して移動し得るヘッドを
有し、目盛に対するヘッドの位置を表わすエンコーダ信
号を形成する位置エンコーダと共に用いられ、前記目盛
の誤差関数を補償する装置において、 前記目盛の誤差関数を表わす修正信号を形 成する手段と、 相対運動の各所定増分の信号表示を形成す る手段と、 前記信号表示に応じて前記修正信号を前記 エンコーダ信号と結合し目盛誤差に対して補償された出
力信号を形成する手段とをそなえた位置エンコーダ補償
装置。 - （２）目盛およびこの目盛に対して移動し得るヘッドを
有し、目盛に対するヘッドの位置を表わす正弦エンコー
ダ信号を形成する位置エンコーダと共に用いられ、前記
目盛の誤差関数を補償する装置において、 前記エンコーダ信号に応じて相対運動の各 所定増分の信号表示を形成する手段と、 前記目盛の誤差関数を表わす位相修正信号 を形成する手段と、 前記信号表示に応じて前記位相修正信号を 前記エンコーダ信号と結合し目盛誤差に対して補償され
た出力信号を形成する手段とをそなえた位置エンコーダ
補償装置。 - （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
所定増分が前記目盛区分に比べ小さい装置。 - （４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前記
位相修正が前記所定増分についての前記エンコーダ信号
の位相変化に比べ小さい装置。 - （５）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
目盛誤差が目盛の検出し得る印の幅および／または間隔
の変化である装置。 - （６）繰返し可能な誤差関数を示す検知し得るパターン
を有する目盛と、この目盛に対して移動可能で前記パタ
ーンを検出し前記相対運動を表わす正弦波信号を形成す
るヘッドとをそなえたトランスデューサと共に用いられ
、前記目盛の誤差関数を補償する装置において、前記誤
差関数の表示を蓄積する手段と、 この蓄積された誤差関数表示にしたがい前 記エンコーダ信号の位相をシフトする手段とをそなえた
位相エンコーダ補償装置。 - （７）繰返し可能な誤差関数を示す検知し得るパターン
を有する目盛と、この目盛に対して移動可能で前記パタ
ーンを検出し前記相対運動を表わす正弦波信号を形成す
るヘッドとをそなえたトランスデューサと共に用いられ
、前記目盛の誤差関数を補償する装置において、相対運
動の各所定増分の信号表示を形成す る手段と、 前記目盛の前記誤差関数を表わす位相修正 信号を形成する手段と、 前記信号表示に応じて前記位相修正信号を 前記エンコーダ信号と結合する手段とをそなえた位置エ
ンコーダ補償装置。 - （８）目盛およびこの目盛に対し移動可能なヘッドと、 前記目盛に対する前記ヘッドの位置を表わ すエンコーダ信号を形成する手段と、 目盛誤差を補償する手段とをそなえた位置 エンコーダにおいて、 前記目盛の誤差関数を表わす修正信号を形 成する手段と、 前記エンコーダ信号に応じて相対運動の各 所定増分の信号表示を形成する手段と、 前記信号表示に応じて前記修正信号を前記 エンコーダ信号と結合し目盛誤差に対して補償された出
力信号を形成する手段とをそなえた位置エンコーダ補償
装置。 - （９）目盛およびこの目盛に対し移動可能なヘッドと、 前記目盛に対する前記ヘッドの位置を表わ す正弦エンコーダ信号を形成する手段と、 目盛誤差を補償する手段とをそなえた位置 エンコーダにおいて、 前記エンコーダ信号に応じて相対運動の各 所定増分の信号表示を形成する手段と、 前記目盛の誤差関数を表わす位相修正信号 を形成する手段と、 前記信号表示に応じて前記位相修正信号を 前記エンコーダ信号と結合し目盛誤差に対して補償され
た出力信号を生じる位置エンコーダ補償装置。 - （１０）特許請求の範囲第９項記載の装置において、前
記誤差関数は最近似直線（ＢＳＬ）誤差関数である装置
。 - （１１）特許請求の範囲第９項記載の装置において、前
記位置エンコーダは光応答セグメントと不透明セグメン
トとが交互配置された目盛を有する直線エンコーダで、
且つ前記目盛誤差は前記エンコーダ目盛のＢＳＬ誤差関
数である装置。 - （１２）特許請求の範囲第９項記載の装置において、前
記エンコーダ信号に応動する手段は、 前記エンコーダ信号に応じて相対運動の各 所定増分毎に１つのパルス信号を形成する装置。 - （１３）特許請求の範囲第１２項記載の装置において、
前記位相修正信号を形成する手段は、 変位カウンタからのパルス信号および前記 エンコーダ信号に応じて必要な位相修正を行うカウンタ
およびスイッチング論理回路である装置。 - （１４）特許請求の範囲第１２項記載の装置において、
前記位相修正信号を形成する手段は、 前記ヘッドに対して前記エンコーダ目盛が 横切ることによる変位増分の数および行われるべき総位
相補償を表わすディジタル信号を形成する位相制御カウ
ンタと、 エンコーダ信号および前記位相制御カウン タからのディジタル信号に応じて位相修正信号を形成す
る第１および第２の手段とをそなえた装置。 - （１５）特許請求の範囲第１４項記載の装置において、
前記第１および第２の手段は、 前記エンコーダ信号から取出された位相信 号および前記位相制御カウンタからの前記ディジタル信
号をそれぞれ選択的に受け取る第１および第２の象限ス
イッチと、 複数のタップを有し、各タップは与えられ た信号の重み付け合計を形成し位相補償のための所望位
相シフトを生じるそれぞれ各象限スイッチに結合された
第１および第２の抵抗回路と、 前記位相制御カウンタの前記ディジタル信 号にしたがつて各抵抗回路の選択されたタップを出力に
結合する第１および第２の合成スイッチとをそなえた装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US618509 | 1984-06-08 | ||
| US06/618,509 US4631520A (en) | 1984-06-08 | 1984-06-08 | Position encoder compensation system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614919A true JPS614919A (ja) | 1986-01-10 |
Family
ID=24478015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60124996A Pending JPS614919A (ja) | 1984-06-08 | 1985-06-08 | 位置エンコーダ補償装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4631520A (ja) |
| EP (1) | EP0167823B1 (ja) |
| JP (1) | JPS614919A (ja) |
| DE (1) | DE3579639D1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4912468A (en) * | 1985-12-04 | 1990-03-27 | Dynamics Research Corporation | Non-linear error correction system |
| JPH061203B2 (ja) * | 1986-09-10 | 1994-01-05 | フアナツク株式会社 | デイジタルパルスのパルス幅確保およびノイズ抑制のための回路 |
| AT393030B (de) * | 1989-05-23 | 1991-07-25 | Rsf Elektronik Gmbh | Inkrementales messsystem |
| US5050135A (en) * | 1989-12-20 | 1991-09-17 | Unico, Inc. | Magnetostrictive multiple position sensing device |
| GB2281624A (en) * | 1993-07-30 | 1995-03-08 | Rover Group | Engine crankshaft position determination |
| US5640007A (en) * | 1995-06-21 | 1997-06-17 | Limitorque Corporation | Optical encoder comprising a plurality of encoder wheels |
| DE19945179C2 (de) | 1999-09-21 | 2001-11-15 | Siemens Ag | Verfahren zur Vorgabe einer Rampe durch eine getaktete Größe |
| US6686585B2 (en) | 2001-09-19 | 2004-02-03 | Microe Systems Corporation | Position encoder with scale calibration |
| JP2003121135A (ja) * | 2001-10-10 | 2003-04-23 | Futaba Corp | リニヤスケールの読出装置 |
| DE10160835B4 (de) * | 2001-12-06 | 2011-02-17 | Anton Rodi | Anordnung zur Interpolation eines Messsignals |
| US8882657B2 (en) * | 2003-03-07 | 2014-11-11 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Instrument having radio frequency identification systems and methods for use |
| US7126109B2 (en) * | 2004-06-14 | 2006-10-24 | Gsi Group Corporation | Encoder scale error compensation employing comparison among multiple detectors |
| US7482575B2 (en) * | 2006-08-21 | 2009-01-27 | Gsi Group Corporation | Rotary optical encoder employing multiple subencoders with common reticle substrate |
| JP4468981B2 (ja) * | 2007-10-12 | 2010-05-26 | オリンパス株式会社 | エンコーダ |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1552273B2 (de) * | 1965-01-28 | 1973-02-15 | Fujitsu Ltd, Kawasaki, Kanagawa (Japan) | Vorrichtung zum ausgleich der steigungsfehler einer vorschubspindel |
| DE2547885C3 (de) * | 1975-10-25 | 1980-05-08 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Elektronischer Zähler |
| JPS56153212A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-27 | Toshiba Corp | Encoder |
| JPS56159794A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-09 | Tokyo Optical | Length or angle measuring device |
| DE3024716C2 (de) * | 1980-06-30 | 1986-10-23 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Digitales Längen- oder Winkelmeßsystem |
| US4410798A (en) * | 1981-06-10 | 1983-10-18 | Itek Corporation | Incremental optical encoder system with addressable index |
| DE3128095A1 (de) * | 1981-07-16 | 1983-02-03 | Hartmann & Braun Ag, 6000 Frankfurt | "verfahren zur digitalen korrektur des zusammenhanges zwischen einem digitalen eingangssignal und einem digitalen ausgangssignal sowie schaltungsanordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens" |
| FR2509851A1 (fr) * | 1981-07-17 | 1983-01-21 | Tesa Sa | Capteur electronique de mesure |
| DE3201005A1 (de) * | 1982-01-15 | 1983-07-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Einrichtung zur fehlerkorrektur bei positionsmesssystemen |
| DE3208591C2 (de) * | 1982-03-10 | 1986-06-05 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Digitales elektrisches Längen- oder Winkelmeßsystem |
| US4491826A (en) * | 1983-05-16 | 1985-01-01 | Danfoss A/S | Incremental digital converter |
-
1984
- 1984-06-08 US US06/618,509 patent/US4631520A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-06-04 DE DE8585106920T patent/DE3579639D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-04 EP EP85106920A patent/EP0167823B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-08 JP JP60124996A patent/JPS614919A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0167823B1 (en) | 1990-09-12 |
| EP0167823A1 (en) | 1986-01-15 |
| DE3579639D1 (de) | 1990-10-18 |
| US4631520A (en) | 1986-12-23 |
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