JPS6342419A - 回転軸位置検出回路 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転速度や回転角度等の回転位置に関わる回
転位置信号を検出する回転軸位置検出回路に関する。

（従来の技術） サーボモータ等の回転体の回転速度や回転角度を検出す
るために、検出手段と回転体の回転軸とを直結したビル
トインセンサが用いられている。

このビルトインセンサは、第３図に示すように外周面に
凹凸部を形成したギアａが回転軸すに連結され、磁気抵
抗素子からなる磁気センサＣをこのギヤａに対向配置し
て、回転軸すの回転によりセンサＣに生じる磁束の変化
量を検出するものである。このような磁気センサＣは、
第４図に示すセンサ回路で構成される。図に示すように
、磁気抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４でブリッジ回路に形成し７、
基儒電圧として例えば直流電圧５ｖを入力側に接続し、
出力側からＡ相電圧ＶａとＡ相電圧ｉを取り出す、また
、同様に磁気抵抗素子Ｒ５〜Ｒ，をブリッジ回路に形成
して出力側からＢ相電圧ｖｂとＢ相電圧ｖｂを取り出す
。さらに、磁気抵抗素子Ｒりと固定抵抗Ｒ１ｏとの直列
回路の中点から、１回転角号Ｖｚを取り出すようにして
いる。そして、Ａ相、Ｂ相の電圧Ｖａ、石とりす、πは
それぞれ差動増幅器に入力され、該差動増幅器の出力側
から、第５図に示すように、中性点電圧（この例では２
．５Ｖ）を基準とするＡ相、Ｂ相の正弦波出力信号が得
られる。このＡ相、Ｂ相の出力信号は、それぞれ。

ＰＡ４　　＝　Ｖｍ　　Ｓｉｎθ　　　　　　　　　　
　　　　　　−（１）ＰＡ２　　＝　Ｖｍ　　Ｓｉｎ　
（θ　＋π／２）　　　　　　　　−・　（２）となる
。但し、Ｖｍは波高値、θは位相角を表わしている。

第６図は、Ａ相、Ｂ相の出力信号をベクトル合成により
４倍パルスに変換する回転軸位置検出回路のブロック図
で、上記磁気センサによるパルスジェネレータからポジ
ションパルスを発生する４倍回路である０図において、
Ａ相、Ｘ相の出力信号は、差動増幅器ｄ１に入力されて
Ａ相の正弦波出力が取出され、中性点レベル補正回路ｄ
２を通してベクトル合成回路ｅに入力され、第７図に示
すようにベクトル合成され、π／８毎のＡ相矩形波信号
ＰＡを形成する。Ｂ相、Ｂ相の出力信号も同様にして、
差動増幅器ｄｌ、中性点レベル補正回路ｄ２を通して正
弦波信号をベクトル合成回路ｅに入力し、第７図に示す
ように、π／８毎のＢ粗雑形波信号ＰＲを形成する。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、第８図に示すように、このようなＡ相、Ｂ相
でπ／８づつずれた４倍信号寡ＰＡ、　　寡ＰＢを形成
するときには、各相出力信号の振幅やＡ。

Ｂ相の位相差、中性点電圧のバラツキ等により、π／８
の位相が大きくずれてしまい、正確な位置検出ができな
いという問題があった。特に、中性点電圧の温度ドリフ
トによる影テは無視できず、誤差の原因となっていた。

本発明はこのような従来技術の問題点の解消を目的とし
、正確な位置検出ができ、ビルトインタイブのセンサに
使用して好適な回転軸位置検出回路を提供するものであ
る。

（問題点を解消するための手段） 本発明は１回転軸に連結した回転板と対向配置されたセ
ンサから互いに９０度位相の異なる２相出力を発生して
、それらを回転位置信号として処理する回転軸位置検出
回路において、前記センサの２相出力を零相タイミング
で一定のパルス幅を有するサンプリングパルスによりサ
ンプリングするサンプリング回路と、サンプリングされ
た検出信号を積分する積分回路と、この積分回路の出力
信号とセンサ出力信号とを加算平均して回転位置信号を
出力する加算回路とを具備し、前記回転位置信号の中性
点レベルを補正するようにした回転軸位置検出回路を提
供するものである。

（作用） 本発明は、回転体の位置検出信号の出力電圧の中性点レ
ベルを常に一定になるように補正しているので、精密な
位置検出信号が得られる。

（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明する。本発
明は中性点レベルの補正を効果的に行なうように構成さ
れたものであり、第１図は第６図のｄ２に対応する中性
点レベル補正回路の改善されたブロフク図である。

図においては、Ａ相側の中性点補正回路のみを詳細に示
しているが、Ｂ相についても同様の構成である。１は波
形成形回路で、センサからのＡ相出力をその零相タイミ
ングを捕えて立ち上がる矩形波に波形成形している。２
はワンショット回路で、一定のパルス幅（例えば、１　
ｍ５ｅｃ）を有するサンプリングパルスを形成して、Ａ
相出力をサンプリングするスイッチ回路３をオン、オフ
制御している。４は積分回路で、この積分回路４の出力
信号は加算回路５でＡ相出力と加算され、このＡ相出力
の中性点レベルを２．５ｖに補正するようにしている。

次に、この検出回路におけるセンサ出力に対する作用に
ついて、第２図のタイミングチャートにより説明する。

ａ）低速回転時（約１２ｒｐｍ） この場合には、Ａ相の正弦波信号を波形成形回路１によ
り矩形波信号に変換すると、その１周期は２０ｍ５と長
くなる。この矩形波パルスは、ワンショット回路２に入
力され、該矩形波パルスの立′上り、立下りをトリガと
するサンプリングパルスが得られる。

ワンショット回路２で得られたパルスは、サンプリング
用のスイッチ回路３に供給されることにより、正弦波信
号はゼロクロス点から１　ｒｎｓｅｃの一定区間につい
て積分回路４に入力され、そこで積分される。即ち、低
速回転時には、波形成形回路１の出力の１周期に対して
短時間のワンショット出力のみが積分されるので、加算
回路５にはほとんど補正されない電圧、つまり２．５ｖ
が入力される。

ｂ）高速回転時（約１１７ｒｐｍ） この場合には、センサの出力の中性点電圧が２．７ｖと
して、波形成形回路Ｉに供給され、その出力パルスの１
周期は低速回転時の約１／１０の２ｍ５ｅｃとなる。一
方、サンプリング用のワンショット出力は１　ｍ５ｅｃ
と変らないから、はぼＡ相出力波形の全周期にわたって
積分回路４において積分されることになり、サンプリン
グ出力として２．３Ｖに中性点電圧を補正した出力が得
られる。この補正電圧と当初のＡ相出力信号とを加算回
路５において加算平均することにより、出力波形の中性
点電圧のレベルを２．５ｖに補正することができる。Ｂ
相の出力電圧についてもＡ相と全く同様にして、中性点
電圧のレベルを補正できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は回転体の低速度から高速
度にわたって、回転位置検出信号の出力電圧の中性点レ
ベルを常に一定となるように補正しているので、正確な
回転位置信号が形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、同実施例の動作を示すタイミング説明図、第３図は
、磁気センサの概略構成図、第４図は、センサ回路の一
例を示す図、第５図は、Ａ相、Ｂ相の出力波形の一例を
示す説明図、第６図は、ポジションパルス発生回路の一
例を示すブロック図、第７図は、ベクトル合成の説明図
、第８図は、４倍回路の動作を説明するタイミング図で
ある。 １・・・波形成形回路、２・・・ワンショット回路、３
・・・スイッチ回路、４・・・積分回路、５・・・加算
回路。 特許出願人　ファナック株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　辻　　　　　實第２１図 （ｂａａ速回車λ　　　　（約／／７と２ｍ）Ｖ Ｖ 第７図　　　第５図 第４図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に連結した回転板と対向配置されたセンサから互
   いに９０度位相の異なる２相出力を発生して、それらを
   回転位置信号として処理する回転軸位置検出回路におい
   て、前記センサの２相出力を零相タイミングで一定のパ
   ルス幅を有するサンプリングパルスによりサンプリング
   するサンプリング回路と、サンプリングされた検出信号
   を積分する積分回路と、この積分回路の出力信号とセン
   サ出力信号とを加算平均して回転位置信号を出力する加
   算回路とを具備し、前記回転位置信号の中性点レベルを
   補正するようにしたことを特徴とする回転軸位置検出回
   路。