JPS645202Y2 - - Google Patents
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- JPS645202Y2 JPS645202Y2 JP15824281U JP15824281U JPS645202Y2 JP S645202 Y2 JPS645202 Y2 JP S645202Y2 JP 15824281 U JP15824281 U JP 15824281U JP 15824281 U JP15824281 U JP 15824281U JP S645202 Y2 JPS645202 Y2 JP S645202Y2
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- Japan
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- signal
- phase
- signals
- wave signal
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- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は位相シフト型位置検出装置に関し、特
に位相差データ検出のためのサンプリング精度を
向上せしめたことに関する。
に位相差データ検出のためのサンプリング精度を
向上せしめたことに関する。
被測定物体の位置を検出するセンサとして位相
シフト型センサがある。第１図はこの位相シフト
型センサを用いた従来技術に係る位置検出装置を
示すブロツク線図である。同図に示すように、カ
ウンタ１はモジユロＭ進（Ｍは任意の整数）であ
り、クロツクパルス発振器２から与えられる高速
のクロツクパルスCPを遂次カウントする。この
カウンタ１のＭ／４進分周段出力が次のサイン・
コサイン発生回路３に入力される。この結果、サ
イン・コサイン発生回路３では前記カウンタ１の
出力信号を適宜分周して90゜位相が異なるデユー
テイ50％の矩形波信号を形成し、更にこれを夫々
ローパスフイルタを通すことにより正弦波信号
sinωt及び余弦波信号cosωtを得る。これらはア
ンプ４，４ａを介して位相シフト型センサ５の入
力信号S1，S2として１次コイル５ａ，５ｂに夫々
印加される。このとき前記正弦波信号sinωt及び
余弦波信号cosωtの周波数はクロツクパルスCPを
Ｍ分周したものに相当し、したがつてカウンタ１
の１カウントは2π／Ｍラジアンなる位相角に対
応する。前記位相シフト型センサ５は例えば１次
コイル５ａ，５ｂと２次コイル５ｃをステータ側
に配し、ロータの回転角に応じて磁気抵抗が変化
する可変磁気抵抗型のもの、あるいはレゾルバの
ように２次コイル５ｃをロータ側に配したものな
どであり、被測定物体の位置に対応してロータ
（図示せず）が回転し、その回転角に応じた位相
角θだけ入力信号S1＝sinωt（またS2＝cosωt）を
位相シフトした出力信号S3＝sin（ωt＋θ）を出力
する。この出力信号S3はアンプ６を介してゼロク
ロス検出用コンパレータ７に与えられる。このゼ
ロクロス検出用コンパレータ７は前記出力信号S3
の正、負極性に対応して“１”，“０”の矩形波信
号S4を出力する。立上り検出回路８はゼロクロス
検出用コンパレータ７の出力が“１”に立上ると
き、即ち前記出力信号S3がゼロ位相のとき短パル
スS5を出力する。この短パルスS5はバツフアレジ
スタ９のロード制御入力に与えられる。バツフア
レジスタ９のデータ入力にはカウンタ１のカウン
ト内容が与えられている。このときカウンタ１の
モジユロ数Ｍは前記正弦波信号sinωt（余弦波信号
cosωt）の１周期に対応しているため、この正弦
波信号sinωt（余弦波信号cosωt）がゼロ位相のと
きカウンタ１の全ビツトが“０”となるように設
計できる。したがつて立上り検出回路８の短パル
スS5によつてカウンタ１のカウント値をバツフア
レジスタ９に取り込むことにより位相差θを示す
データ、即ち被測定物体の位置を示すデータを求
めることができる。ところでこのときの検出精度
は短パルスS5によるカウンタ１のカウント内容の
サンプリング周期に依存してくる。即ち、クロツ
クパルスCPの周波数が大であればそれだけ検出
精度は向上するのであるが、クロツクパルスCP
の周波数は位相シフト型センサ５の入力信号S1，
S2である正弦波信号sinωt、余弦波信号cosωtの
周波数ωtに直接関連し位相シフト型センサ５の
１次コイル５ａ，５ｂのリアクタンスに大きく影
響してくるので、これを無制限に大きくすること
はできない。またクロツクパルス発振器２等の周
辺回路の問題からもクロツクパルスCPの周波数
は制限を受ける。
シフト型センサがある。第１図はこの位相シフト
型センサを用いた従来技術に係る位置検出装置を
示すブロツク線図である。同図に示すように、カ
ウンタ１はモジユロＭ進（Ｍは任意の整数）であ
り、クロツクパルス発振器２から与えられる高速
のクロツクパルスCPを遂次カウントする。この
カウンタ１のＭ／４進分周段出力が次のサイン・
コサイン発生回路３に入力される。この結果、サ
イン・コサイン発生回路３では前記カウンタ１の
出力信号を適宜分周して90゜位相が異なるデユー
テイ50％の矩形波信号を形成し、更にこれを夫々
ローパスフイルタを通すことにより正弦波信号
sinωt及び余弦波信号cosωtを得る。これらはア
ンプ４，４ａを介して位相シフト型センサ５の入
力信号S1，S2として１次コイル５ａ，５ｂに夫々
印加される。このとき前記正弦波信号sinωt及び
余弦波信号cosωtの周波数はクロツクパルスCPを
Ｍ分周したものに相当し、したがつてカウンタ１
の１カウントは2π／Ｍラジアンなる位相角に対
応する。前記位相シフト型センサ５は例えば１次
コイル５ａ，５ｂと２次コイル５ｃをステータ側
に配し、ロータの回転角に応じて磁気抵抗が変化
する可変磁気抵抗型のもの、あるいはレゾルバの
ように２次コイル５ｃをロータ側に配したものな
どであり、被測定物体の位置に対応してロータ
（図示せず）が回転し、その回転角に応じた位相
角θだけ入力信号S1＝sinωt（またS2＝cosωt）を
位相シフトした出力信号S3＝sin（ωt＋θ）を出力
する。この出力信号S3はアンプ６を介してゼロク
ロス検出用コンパレータ７に与えられる。このゼ
ロクロス検出用コンパレータ７は前記出力信号S3
の正、負極性に対応して“１”，“０”の矩形波信
号S4を出力する。立上り検出回路８はゼロクロス
検出用コンパレータ７の出力が“１”に立上ると
き、即ち前記出力信号S3がゼロ位相のとき短パル
スS5を出力する。この短パルスS5はバツフアレジ
スタ９のロード制御入力に与えられる。バツフア
レジスタ９のデータ入力にはカウンタ１のカウン
ト内容が与えられている。このときカウンタ１の
モジユロ数Ｍは前記正弦波信号sinωt（余弦波信号
cosωt）の１周期に対応しているため、この正弦
波信号sinωt（余弦波信号cosωt）がゼロ位相のと
きカウンタ１の全ビツトが“０”となるように設
計できる。したがつて立上り検出回路８の短パル
スS5によつてカウンタ１のカウント値をバツフア
レジスタ９に取り込むことにより位相差θを示す
データ、即ち被測定物体の位置を示すデータを求
めることができる。ところでこのときの検出精度
は短パルスS5によるカウンタ１のカウント内容の
サンプリング周期に依存してくる。即ち、クロツ
クパルスCPの周波数が大であればそれだけ検出
精度は向上するのであるが、クロツクパルスCP
の周波数は位相シフト型センサ５の入力信号S1，
S2である正弦波信号sinωt、余弦波信号cosωtの
周波数ωtに直接関連し位相シフト型センサ５の
１次コイル５ａ，５ｂのリアクタンスに大きく影
響してくるので、これを無制限に大きくすること
はできない。またクロツクパルス発振器２等の周
辺回路の問題からもクロツクパルスCPの周波数
は制限を受ける。
本考案は、上記従来技術の欠点に鑑み、クロツ
クパルスの周波数を上げることなく検出精度を向
上せしめ得る位相シフト型位置検出装置を提供す
ることを目的とする。かかる目的を達成する本考
案は、90゜位相の異る交流信号である出力信号を
送出する２台の位相シフト型位置検出センサを用
意し、夫々の出力信号に前記位置検出センサの入
力信号の整数倍の周波数の正弦波信号若しくは余
弦波信号を掛算した後両者を加算もしくは減算し
て前記入力信号の整数倍の周波数の交流信号を得
ることによりこのサンプリングサイクルを変える
ようにした点をその技術思想の基礎とするもので
ある。
クパルスの周波数を上げることなく検出精度を向
上せしめ得る位相シフト型位置検出装置を提供す
ることを目的とする。かかる目的を達成する本考
案は、90゜位相の異る交流信号である出力信号を
送出する２台の位相シフト型位置検出センサを用
意し、夫々の出力信号に前記位置検出センサの入
力信号の整数倍の周波数の正弦波信号若しくは余
弦波信号を掛算した後両者を加算もしくは減算し
て前記入力信号の整数倍の周波数の交流信号を得
ることによりこのサンプリングサイクルを変える
ようにした点をその技術思想の基礎とするもので
ある。
以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。なお第１図と同一部分には同一番号を付し
重複する説明は省略する。第２図に示すように、
本実施例では第１の位相シフト型センサ５の他に
これと同構成の第２の位相シフト型センサ１０を
有しており、両者は第３図に示すようにその偏心
ロータ５ｄ，１０ｄが同位相で連動するようにな
つている。各センサ５，１０は一例として、円周
方向に略90度の間隔で４つの極を具備し、各極に
１次コイル及び２次コイルが巻回された可変磁気
抵抗型のものである。そして一方の位相シフト型
センサ５の一次側の垂直方向の極対に関しては正
弦波信号sinωtが、また水平方向の極対に関して
は余弦波信号cosωtが入力されている。これに対
し他方の位相シフト型センサ１０の一次側の垂直
方向の極対に関しては余弦波信号cosωtが、また
水平方向の極対に関しては正弦波信号sinωtが
夫々入力信号S1，S2として入力されている。即
ち、本実施例の全体のブロツク線図である第２図
に示すように、位相シフト型センサ１０の１次コ
イル１０ａには余弦波信号cosωtが、１次コイル
１０ｂには正弦波信号sinωtが夫々入力されてい
る。この結果両者の出力信号S3，S6は90゜の位相
差を有するものとなる。即ち、第１の位相シフト
型センサ５の２次コイル５ｃから送出される出力
信号をS3＝sin（ωt＋θ）とすれば、第２の位相シ
フト型センサ１０の２次コイル１０ｃから送出さ
れる出力信号はS6＝cos（ωt＋θ）となる。カウ
ンタ１１はカウンタ１と同様にクロツクパルス
CPをカウントするが、その分周比はカウンタ１
の１／ｎ（但しｎは整数）すなわちモジユロＭ／ｎとな つている。このカウンタ１１の出力はサイン・コ
サイン発生回路１２に入力される。この結果サイ
ン・コサイン発生回路１２の出力信号は前記位相
シフト型センサ５，１０の入力信号S1，S2である
正弦波信号sinωt及び余弦波信号cosωtのｎ倍の
周波数の正弦波信号sinnωt及び余弦波信号
cosnωtとなる。アナログ掛算器１３はアンプ１
４を介し与えられる前記出力信号S3すなわち正弦
波信号sin（ωt＋θ）と前記正弦波信号sinnωtとを
掛算するものである。また、アナログ掛算器１５
はアンプ１６を介して与えられる前記出力信号S6
すなわち余弦波信号cos（ωt＋θ）と前記余弦波
信号cosnωtとを掛算するものである。両アナロ
グ掛算器１３，１５の演算結果は更にアナログ加
算器１７により加算される。この結果アナログ加
算器１７の出力信号S7は余弦波信号cos｛（ｎ−１）
ωt−θ｝となる。これは入力信号S1，S2の（ｎ
−１）倍の周波数を有するものである。そこで第
１図と同様に前記余弦波信号cos｛（ｎ−１）ωt−
θ｝をゼロクロス検出用コンパレータ２０及び立
上り検出回路２１を通し、この出力によつてカウ
ンタ１８のカウント値をレジスタ１９に（ｎ−
１）ωtのレートでサンプリングすることにより、
位相差θを（ｎ−１）倍のサンプリング精度で検
出することができる。カウンタ１８はクロツクパ
ルスCPをカウントするもので、その分周比はカ
ウンタ１の１／ｎ−１すなわちモジユロＭ／ｎ−１であ る。従つて加算器１７の出力信号S7＝cos｛（ｎ−
１）ωt−θ｝の所定位相（例えば０位相）でカ
ウンタ１８のカウント値をレジスタ１９にサンプ
リングすることにより、位相ずれθに対応するデ
ータをレジスタ１９にホールドすることができ
る。
する。なお第１図と同一部分には同一番号を付し
重複する説明は省略する。第２図に示すように、
本実施例では第１の位相シフト型センサ５の他に
これと同構成の第２の位相シフト型センサ１０を
有しており、両者は第３図に示すようにその偏心
ロータ５ｄ，１０ｄが同位相で連動するようにな
つている。各センサ５，１０は一例として、円周
方向に略90度の間隔で４つの極を具備し、各極に
１次コイル及び２次コイルが巻回された可変磁気
抵抗型のものである。そして一方の位相シフト型
センサ５の一次側の垂直方向の極対に関しては正
弦波信号sinωtが、また水平方向の極対に関して
は余弦波信号cosωtが入力されている。これに対
し他方の位相シフト型センサ１０の一次側の垂直
方向の極対に関しては余弦波信号cosωtが、また
水平方向の極対に関しては正弦波信号sinωtが
夫々入力信号S1，S2として入力されている。即
ち、本実施例の全体のブロツク線図である第２図
に示すように、位相シフト型センサ１０の１次コ
イル１０ａには余弦波信号cosωtが、１次コイル
１０ｂには正弦波信号sinωtが夫々入力されてい
る。この結果両者の出力信号S3，S6は90゜の位相
差を有するものとなる。即ち、第１の位相シフト
型センサ５の２次コイル５ｃから送出される出力
信号をS3＝sin（ωt＋θ）とすれば、第２の位相シ
フト型センサ１０の２次コイル１０ｃから送出さ
れる出力信号はS6＝cos（ωt＋θ）となる。カウ
ンタ１１はカウンタ１と同様にクロツクパルス
CPをカウントするが、その分周比はカウンタ１
の１／ｎ（但しｎは整数）すなわちモジユロＭ／ｎとな つている。このカウンタ１１の出力はサイン・コ
サイン発生回路１２に入力される。この結果サイ
ン・コサイン発生回路１２の出力信号は前記位相
シフト型センサ５，１０の入力信号S1，S2である
正弦波信号sinωt及び余弦波信号cosωtのｎ倍の
周波数の正弦波信号sinnωt及び余弦波信号
cosnωtとなる。アナログ掛算器１３はアンプ１
４を介し与えられる前記出力信号S3すなわち正弦
波信号sin（ωt＋θ）と前記正弦波信号sinnωtとを
掛算するものである。また、アナログ掛算器１５
はアンプ１６を介して与えられる前記出力信号S6
すなわち余弦波信号cos（ωt＋θ）と前記余弦波
信号cosnωtとを掛算するものである。両アナロ
グ掛算器１３，１５の演算結果は更にアナログ加
算器１７により加算される。この結果アナログ加
算器１７の出力信号S7は余弦波信号cos｛（ｎ−１）
ωt−θ｝となる。これは入力信号S1，S2の（ｎ
−１）倍の周波数を有するものである。そこで第
１図と同様に前記余弦波信号cos｛（ｎ−１）ωt−
θ｝をゼロクロス検出用コンパレータ２０及び立
上り検出回路２１を通し、この出力によつてカウ
ンタ１８のカウント値をレジスタ１９に（ｎ−
１）ωtのレートでサンプリングすることにより、
位相差θを（ｎ−１）倍のサンプリング精度で検
出することができる。カウンタ１８はクロツクパ
ルスCPをカウントするもので、その分周比はカ
ウンタ１の１／ｎ−１すなわちモジユロＭ／ｎ−１であ る。従つて加算器１７の出力信号S7＝cos｛（ｎ−
１）ωt−θ｝の所定位相（例えば０位相）でカ
ウンタ１８のカウント値をレジスタ１９にサンプ
リングすることにより、位相ずれθに対応するデ
ータをレジスタ１９にホールドすることができ
る。
なお、前記実施例ではS7＝sin（ωt＋θ）・
sinnωt＋cos（ωt＋θ）・cosnωt＝cos｛（ｎ−１）
ωt−θ｝とすることによりゼロクロス検出用コ
ンパレータ２０の入力信号として位相シフト型セ
ンサ５，１０の入力信号S1，S2の整数倍の信号を
得たが、三角関数の加法定理に基づく他の式を作
つてやることは任意にこれをなし得、同様の作
用・効果を得ることは論をまたない。その場合、
S7＝cos｛（ｎ＋１）ωt＋θ｝なる関数になる場合
はカウンタ１８をモジユロＭ／ｎ＋１とすればよい。
sinnωt＋cos（ωt＋θ）・cosnωt＝cos｛（ｎ−１）
ωt−θ｝とすることによりゼロクロス検出用コ
ンパレータ２０の入力信号として位相シフト型セ
ンサ５，１０の入力信号S1，S2の整数倍の信号を
得たが、三角関数の加法定理に基づく他の式を作
つてやることは任意にこれをなし得、同様の作
用・効果を得ることは論をまたない。その場合、
S7＝cos｛（ｎ＋１）ωt＋θ｝なる関数になる場合
はカウンタ１８をモジユロＭ／ｎ＋１とすればよい。
また位置検出センサとしては他にレゾルバ等があ
り、しかも回転型に限るものではなく、更に構造
も第３図のものに限らない。また、アナログ電圧
にて位相差を検出する回路にも本考案を実施する
ことができる。
り、しかも回転型に限るものではなく、更に構造
も第３図のものに限らない。また、アナログ電圧
にて位相差を検出する回路にも本考案を実施する
ことができる。
以上実施例とともに具体的に説明したように、
本考案によれば入力信号と出力信号との位相差を
検出するものにおいて、前記出力信号の周波数を
実効的に整数倍にしこれを同整数倍でサンプリン
グするようにしたので、クロツクパルスの周波数
及び位置検出センサの入力信号の周波数を上げる
ことなくサンプリング精度を向上せしめることが
できる。
本考案によれば入力信号と出力信号との位相差を
検出するものにおいて、前記出力信号の周波数を
実効的に整数倍にしこれを同整数倍でサンプリン
グするようにしたので、クロツクパルスの周波数
及び位置検出センサの入力信号の周波数を上げる
ことなくサンプリング精度を向上せしめることが
できる。
第１図は従来技術を示すブロツク線図、第２図
は本考案の実施例に係る位相シフト型位置検出装
置の全体を示すブロツク線図、第３図は第２図に
おける２つの位相シフト型センサの一例を示す概
念図、である。 ５，１０……第１及び第２の位相シフト型セン
サ、５ｄ，１０ｄ……ロータ、１３，１５……第
１及び第２のアナログ掛算器、１７……アナログ
加算器、１８……モジユロＭ／ｎ−１で変化するカ ウンタ、１９……カウンタ１８の出力をサンプリ
ングし記憶するためのレジスタ。
は本考案の実施例に係る位相シフト型位置検出装
置の全体を示すブロツク線図、第３図は第２図に
おける２つの位相シフト型センサの一例を示す概
念図、である。 ５，１０……第１及び第２の位相シフト型セン
サ、５ｄ，１０ｄ……ロータ、１３，１５……第
１及び第２のアナログ掛算器、１７……アナログ
加算器、１８……モジユロＭ／ｎ−１で変化するカ ウンタ、１９……カウンタ１８の出力をサンプリ
ングし記憶するためのレジスタ。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 同一周波数で互いに位相のずれた複数の基準交
流信号を入力信号として可動部の移動に応じた所
定位相角θだけ前記基準交流信号の所定の１つ
（第１の基準交流信号）を位相シフトした第１の
出力信号を生じる第１の位相シフト型センサと、 前記複数の基準交流信号を入力信号として前記
第１のセンサの前記可動部と連動する可動部の移
動位置に応じて前記所定位相角θに対応する角度
だけ前記基準交流信号の別の１つ（第２の基準交
流信号）を位相シフトした第２の出力信号を生じ
る第２の位相シフト型センサと、 前記第１及び第２の基準交流信号の所定整数倍
の周波数の第１の整数倍基準交流信号及び第２の
整数倍基準交流信号を発生する回路と、 前記第１及び第２の出力信号の一方と前記第１
及び第２の整数倍基準交流信号の一方とを掛算す
る第１のアナログ掛算器と、 前記第１及び第２の出力信号の他方と前記第１
及び第２の整数倍基準交流信号の他方とを掛算す
る第２のアナログ掛算器と、 前記第１及び第２の掛算器の出力を加算もしく
は減算するアナログ演算器と、 このアナログ演算器の出力信号の所定位相毎に
所定の基準位相に対する位相差を求める回路と を具える位相シフト型位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15824281U JPS5863523U (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 位相シフト型位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15824281U JPS5863523U (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 位相シフト型位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863523U JPS5863523U (ja) | 1983-04-28 |
| JPS645202Y2 true JPS645202Y2 (ja) | 1989-02-09 |
Family
ID=29950742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15824281U Granted JPS5863523U (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 位相シフト型位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863523U (ja) |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP15824281U patent/JPS5863523U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5863523U (ja) | 1983-04-28 |
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