KR20190059082A - 인코더 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스케일의 변형에 따른 오차를 보상할 수 있는 인코더 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인코더는 스케일, 상기 스케일의 길이 방향을 따라 이동할 수 있는 슬라이더 및 상기 슬라이더에 결합되어 상기 스케일상에서 임의의 기준점으로부터 상기 슬라이더의 변위(xs)를 측정하는 헤드를 포함하되, 상기 스케일에는 상기 스케일의 변형으로 인해 이동하게 되는 돌출부가 형성되어, 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 센서 및 상기 돌출부의 이동 거리(dn)에 기초하여, 상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 보상 장치를 더 포함할 수 있다.

Description

인코더 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법 {ENCODER AND METHOD FOR COMPENSATING ERROR OF THE ENCODER}
본 발명은 인코더 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스케일의 변형에 따른 오차를 보상할 수 있는 인코더 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법에 관한 것이다.
초정밀 가공 및 검사 장비에서 변위를 측정하기 위해 인코더가 사용되고 있다. 인코더는 스케일을 인식하는 방식에 따라 광전식, 자기식, 전자 유도식 등으로 구분할 수 있다. 이때 스케일에는 초정밀 장비의 조명 또는 관련 부품에 의해 열변형이 일어날 수 있으며, 이에 그 변위를 측정함에 있어 오차가 발생할 수 있다.
이러한 오차를 보상하기 위한 방법이 예컨대 등록특허공보 제10-0326757호에 개시되어 있다. 요컨대 열팽창 계수가 다른 메인 리니어 스케일과 보조 리니어 스케일의 길이(A, B)를 측정하여 온도(T)를 구하고, 그 온도(T)를 이용하여 원하는 거리의 오차를 보정한다. 하지만 이에 의하면 고정된 오차를 측정하여 보정하기 때문에, 다른 환경의 변화로 그 오차의 특성이 달라지면 다시 오차를 측정하여 제어해야 되는 문제가 있다.
KR 10-0326757 B1
상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 스케일의 국부적인 열변형에 따른 오차를 용이하게 보상할 수 있는 인코더 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 인코더는 스케일, 상기 스케일의 길이 방향을 따라 이동할 수 있는 슬라이더 및 상기 슬라이더에 결합되어 상기 스케일상에서 임의의 기준점으로부터 상기 슬라이더의 변위(xs)를 측정하는 헤드를 포함하되, 상기 스케일에는 상기 스케일의 변형으로 인해 이동하게 되는 돌출부가 형성되어, 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 센서 및 상기 돌출부의 이동 거리(dn)에 기초하여, 상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 보상 장치를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 센서는 상기 돌출부에 부착되어 함께 이동하게 되는 이동 전극 및 상기 이동 전극으로부터 이격되어 고정적으로 설치되는 고정 전극을 포함하여, 상기 이동 전극과 상기 고정 전극 사이의 전기 용량의 변화를 감지함으로써 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정할 수 있다.
또한 상기 이동 전극은 제1 이동 전극과 제2 이동 전극으로 이루어져, 상기 제1 이동 전극은 상기 돌출부 중 상기 기준점에 가까운 측에 부착되고, 상기 제2 이동 전극은 상기 기준점으로부터 먼 측에 부착되며, 상기 고정 전극은 제1 고정 전극과 제2 고정 전극으로 이루어져, 상기 제1 고정 전극은 상기 제1 이동 전극으로부터 상기 기준점에 가까운 방향으로 이격되고, 상기 제2 고정 전극은 상기 제2 이동 전극으로부터 상기 기준점으로부터 먼 방향으로 이격되어, 상기 제1 이동 전극과 상기 제1 고정 전극을 통해 측정한 상기 돌출부의 이동 거리(dn1)에서 상기 제2 이동 전극과 상기 제2 고정 전극을 통해 측정한 상기 돌출부의 이동 거리(dn2)를 빼고 이를 반으로 나눔으로써([dn1-dn2]/2) 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정할 수 있다.
또한 상기 보상 장치는 상기 스케일상에서 상기 기준점으로부터 상기 돌출부의 초기 변위(xn)와 상기 돌출부의 이동 거리(dn)의 관계를 만족하는 함수(f(x))를 도출하는 제1 연산부, 상기 함수(f(x))의 적분 함수(F(x))를 도출하는 제2 연산부 및 상기 슬라이더의 변위(xs)에 상기 적분 함수(F(x))에서 그 변위(xs)에 해당하는 값(F(xs))을 더하는(xs+F(xs)) 제3 연산부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 돌출부는 복수 개로 이루어져, 상기 길이 방향을 따라 특정한 간격으로 배열될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법은 스케일, 상기 스케일의 길이 방향을 따라 이동할 수 있는 슬라이더 및 상기 슬라이더에 결합되어 상기 스케일상에서 임의의 기준점으로부터 상기 슬라이더의 변위(xs)를 측정하는 헤드를 포함하는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법으로서, 상기 스케일에는 상기 스케일의 변형으로 인해 이동하게 되는 돌출부가 형성되어, 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 단계 및 상기 돌출부의 이동 거리(dn)에 기초하여, 상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 센서는 상기 돌출부에 부착되어 함께 이동하게 되는 이동 전극 및 상기 이동 전극으로부터 이격되어 고정적으로 설치되는 고정 전극을 포함하여, 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 단계는 상기 이동 전극과 상기 고정 전극 사이의 전기 용량의 변화를 감지함으로써 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 것으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 이동 전극은 제1 이동 전극과 제2 이동 전극으로 이루어져, 상기 제1 이동 전극은 상기 돌출부 중 상기 기준점에 가까운 측에 부착되고, 상기 제2 이동 전극은 상기 기준점으로부터 먼 측에 부착되며, 상기 고정 전극은 제1 고정 전극과 제2 고정 전극으로 이루어져, 상기 제1 고정 전극은 상기 제1 이동 전극으로부터 상기 기준점에 가까운 방향으로 이격되고, 상기 제2 고정 전극은 상기 제2 이동 전극으로부터 상기 기준점으로부터 먼 방향으로 이격되어, 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 단계는 상기 제1 이동 전극과 상기 제1 고정 전극을 통해 상기 돌출부의 이동 거리(dn1)를 측정하는 A 단계, 상기 제2 이동 전극과 상기 제2 고정 전극을 통해 상기 돌출부의 이동 거리(dn2)를 측정하는 B 단계 및 상기 A 단계에서 측정된 돌출부의 이동 거리(dn1)에서 상기 B 단계에서 측정된 돌출부의 이동 거리(dn2)를 빼고 이를 반으로 나누는([dn1-dn2]/2) C 단계를 포함할 수 있다.
상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 단계는 상기 스케일상에서 상기 기준점으로부터 상기 돌출부의 초기 변위(xn)와 상기 돌출부의 이동 거리(dn)의 관계를 만족하는 함수(f(x))를 도출하는 단계, 상기 함수(f(x))의 적분 함수(F(x))를 도출하는 단계 및 상기 슬라이더의 변위(xs)에 상기 적분 함수(F(x))에서 그 변위(xs)에 해당하는 값(F(xs))을 더하는(xs+F(xs)) 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 돌출부는 복수 개로 이루어져, 상기 길이 방향을 따라 특정한 간격으로 배열될 수 있다.
본 발명에 따르면 헤드가 슬라이더의 변위를 측정하되, 스케일에 복수 개의 돌출부가 형성되고 센서가 각 돌출부의 이동 거리를 측정하여, 보상 장치가 그 이동 거리에 기초하여 스케일의 열 변형에 따른 오차, 특히 스케일상에서 임의의 기준점으로부터 누적된 오차를 구하여, 헤드에 의해 측정된 슬라이더의 변위에 그 오차를 더함으로써 스케일의 열변형에 따른 오차를 실시간으로 보상할 수 있으며, 인코더의 전체적인 부피도 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인코더의 개요도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 4는 각 돌출부의 초기 변위와 그 돌출부의 이동 거리의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5는 각 돌출부의 초기 변위와 그 돌출부의 이동 거리의 관계를 만족하는 함수를 도시한 그래프이다.
도 6은 도 5의 함수의 적분 함수를 도시한 그래프이다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인코더(100) 및 그 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인코더(100)의 개요도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 1과 2를 참조하면 인코더(100)는 베이스(110), 스케일(120), 슬라이더(130), 헤드(140), 센서(150) 및 보상 장치(미도시)를 포함한다.
베이스(110)는 열변형 계수가 작고 안정적인 소재, 예컨대 석재로 이루어진다.
스케일(120)은 베이스(110)에 배치된다. 도면에서 스케일(120)은 리니어 인코더용으로서, 직선적으로 형성되는 것으로 예시되어 있다. 또한 스케일(120)에는 일정한 간격으로 눈금이 표시된다.
슬라이더(130)는 구동 장치(미도시)에 의해 스케일(120)의 길이 방향을 따라 이동할 수 있다.
헤드(140)는 슬라이더(130)에 결합되어, 스케일(120)의 눈금을 인식함으로써 스케일(120)상에서 임의의 기준점(p)으로부터 슬라이더(130)의 변위(xs)를 측정하는 역할을 한다.
이러한 베이스(110), 스케일(120), 슬라이더(130) 및 헤드(140)의 구성은 공지된 바와 같으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.
한편 스케일(120)에는 돌출부(121)가 일체로 형성된다. 돌출부(121)는 스케일(120)의 길이 방향을 가로지르는 방향으로 돌출된다.
또한 돌출부(121)는 복수 개로 이루어져, 스케일(120)의 길이 방향을 따라 특정한 간격으로 배열된다. 도면에서는 돌출부(121)가 다섯 개로 이루어지는 것으로 예시되어 있는데, 그 개수는 개별적인 설계에 따라 달라질 수 있다. 다만 이하에서는 편의상 돌출부(121)가 다섯 개로 이루어지는 것으로 설명하며, 기준점(p)으로부터 차례로 제1 돌출부(121-1), 제2 돌출부(121-2), 제3 돌출부(121-3), 제4 돌출부(121-4) 및 제5 돌출부(121-5)라 지칭한다.
돌출부(121)는 서로 일정한 간격으로 배열될 수도 있고, 서로 다른 간격으로 배열될 수도 있다.
이러한 돌출부(121)는 스케일(120)의 국부적인 열팽창 또는 열수축으로 인해 길이 방향으로 일부 이동하게 될 수 있다.
이에 센서(150)는 각 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 이동 거리(dn: 여기서 아래 첨자 n은 제n 돌출부의 이동 거리를 의미)를 측정하는 역할을 한다.
이를 위해 센서(150)는 전기 용량형 센서(Capacitive Sensor)로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 센서(150)는 이동 전극(151)과 고정 전극(152)을 포함할 수 있다.
이동 전극(151)은 돌출부(121)에 각각 부착되어 함께 이동하게 된다. 또한 고정 전극(152)은 이동 전극(151)으로부터 이격되어 베이스(110)에 고정된다. 이에 어느 한 돌출부(121)가 이동하게 되면, 그 돌출부(121)에 부착된 이동 전극(151)과 그 이동 전극(151)으로부터 이격된 고정 전극(152) 사이의 전기 용량이 달라지는데, 이때 전기 용량의 변화를 감지함으로써 이동 전극(151)과 고정 전극(152) 사이의 거리 변화, 다시 말해 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정할 수 있다.
특히 이동 전극(151)은 제1 이동 전극(151-1)과 제2 이동 전극(151-2)으로 각각 이루어져, 제1 이동 전극(151-1)은 돌출부(121) 중 기준점(p)에 가까운 측에 부착되고, 제2 이동 전극(151-2)은 돌출부(121) 중 기준점(p)으로부터 먼 측에 부착될 수 있다. 또한 고정 전극(152)은 제1 고정 전극(152-1)과 제2 고정 전극(152-2)으로 각각 이루어져, 제1 고정 전극(152-1)은 제1 이동 전극(151-1)으로부터 기준점(p)에 가까운 방향으로 이격되고, 제2 고정 전극(152-2)은 제2 이동 전극(151-2)으로부터 기준점(p)으로부터 먼 방향으로 이격될 수 있다. 이에 어느 한 돌출부(121)가 이동하게 되면, 제1 이동 전극(151-1)과 제1 고정 전극(152-1)을 통해 측정한 돌출부의 이동 거리(dn1: 여기서 첫 번째 아래 첨자 n은 제n 돌출부의 이동 거리를 의미하고, 두 번째 아래 첨자 1은 제1 이동 전극과 제1 고정 전극을 통해 측정한 돌출부의 이동 거리를 의미)에서 제2 이동 전극(151-2)과 제2 고정 전극(152-2)을 통해 측정한 돌출부의 이동 거리(dn2: 여기서 첫 번째 아래 첨자 n은 제n 돌출부의 이동 거리를 의미하고, 두 번째 아래 첨자 2는 제2 이동 전극과 제2 고정 전극을 통해 측정한 돌출부의 이동 거리를 의미)의 빼고 이를 반으로 나눔으로써([dn1-dn2]/2) 최종적인 돌출부의 이동 거리(dn)를 구할 수 있다.
이에 의하면 두 개의 값(dn1, dn2)의 평균으로 돌출부의 이동 거리(dn)를 구하는 셈이기 때문에 그 정확도를 높일 수 있다.
보상 장치는 센서(150)에 의해 측정된 각 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 이동 거리(dn)에 기초하여, 스케일(120)의 열변형에 따른 오차를 보상하는 역할을 한다.
이를 위해 보상 장치는 제1 연산부(미도시), 제2 연산부(미도시) 및 제3 연산부(미도시)를 포함할 수 있는데, 이하에서 도 3 내지 6을 참조하여 그 역할에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법의 흐름도이다. 또한 도 4는 각 돌출부의 초기 변위(xn)와 그 돌출부의 이동 거리(dn)의 관계를 도시한 그래프이고, 도 5는 각 돌출부의 초기 변위(xn)와 그 돌출부의 이동 거리(dn)의 관계를 만족하는 함수(f(x))를 도시한 그래프이며, 도 6은 도 5의 함수(f(x))의 적분 함수(F(x))를 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면 먼저 센서(150)가 각 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 이동 거리(dn)를 측정한다.
이때 앞서 설명한 바와 같이 제1 이동 전극(151-1)과 제1 고정 전극(152-1)을 통해 측정된 돌출부의 이동 거리(dn1)에서 제2 이동 전극(151-2)과 제2 고정 전극(152-2)을 통해 측정된 돌출부의 이동 거리(dn2)를 빼고 이를 반으로 나눔으로써([dn1-dn2]/2) 돌출부의 이동 거리(dn)를 구할 수 있다.
이하에서는 스케일(120)상에서 기준점(p)으로부터 각 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 초기 변위(xn: 여기서 n은 제n 돌출부의 초기 변위를 의미)와 센서(150)에 의해 측정된 그 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 이동 거리(dn)의 관계가 도 4의 그래프와 같이 나타나는 것으로 가상한다. 여기서 "돌출부의 초기 변위"는 스케일(120)의 열변형이 일어나지 않았을 때 기준점(p)으로부터 돌출부의 변위로서, 미리 정해진 상수이다.
이는 스케일(120)상에서 기준점(p)과 제1 돌출부(121-1) 사이의 어떠한 열팽창으로 인해 제1 돌출부(121-1)가 d1만큼 기준점(p)으로부터 멀어지고, 제3 돌출부(121-3)와 제4 돌출부(121-4) 사이의 어떠한 열수축으로 인해 제4 돌출부(121-4)가 d4만큼 기준점(p)에 가까워지는 경우일 수 있다.
다음으로 보상 장치의 제1 연산부는 도 5의 그래프와 같이 스케일(120)상에서 기준점(p)으로부터 각 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 초기 변위(xn)와 각 돌출부(121-1, 121-2, 121-3, 121-4, 121-5)의 이동 거리(dn)의 관계를 만족하는 함수(f(x))를 도출한다.
도 5에서 상기 함수(f(x))는 각 점이 직선적으로 연결된 형태를 갖는 것으로 예시되어 있는데, 상기 함수(f(x))는 그밖에 수치 해석적인 방법을 통해 다른 형태, 예컨대 각 점이 일부 곡선적으로 연결된 형태를 가질 수도 있다.
제2 연산부는 제1 연산부에 의해 도출된 함수(f(x))의 적분 함수(F(x))를 도출한다.
적분 함수(F(x))의 물리적인 의미는 스케일(120)의 열변형에 따른 오차, 보다 구체적으로 기준점(p)으로부터 누적된 오차이다.
이에 제3 연산부는 헤드(140)에 의해 측정된 슬라이더(130)의 변위(xs)에 제2 연산부에 의해 도출된 적분 함수(F(x))에서 그 변위(xs)에 해당하는 값(F(xs))을 더함으로써(xs+F(xs)) 최종적인 슬라이더(130)의 변위, 즉 스케일(120)의 열변형에 따른 오차를 보상한 변위를 구할 수 있다.
앞서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하지 않는다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 기재된 사항에 의해 정해진다. 한편 통상의 기술자라면 본 발명의 기술적 사상을 다양하게 개량하거나 변경할 수 있을 것이다. 예를 들어 인코더(100)는 리니어 인코더인 것으로 설명되었으나, 통상의 기술자라면 상기 원리를 로터리 인코더에 적용할 수도 있을 것이다. 또한 스케일(120)에 돌출부(121)가 형성되는 것으로 설명되었으나, 돌출부(121) 대신 함몰부가 형성되어 제1 이동 전극(151-1)이 함몰부 중 기준점(p)에 가까운 측에 부착되고, 제2 이동 전극(151-2)이 함몰부 중 기준점(p)으로부터 먼 측에 부착되며, 제1 고정 전극이 제1 이동 전극(151-1)으로부터 기준점(p)으로부터 먼 방향으로 이격되고, 제2 고정 전극이 제2 이동 전극(151-2)으로부터 기준점(p)에 가까운 방향으로 이격될 수도 있을 것이다. 이러한 개량이나 변경은 통상의 기술자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 스케일,
    상기 스케일의 길이 방향을 따라 이동할 수 있는 슬라이더 및
    상기 슬라이더에 결합되어 상기 스케일상에서 임의의 기준점으로부터 상기 슬라이더의 변위(xs)를 측정하는 헤드를 포함하되,
    상기 스케일에는 상기 스케일의 변형으로 인해 이동하게 되는 돌출부가 형성되어,
    상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 센서 및
    상기 돌출부의 이동 거리(dn)에 기초하여, 상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 보상 장치를 더 포함하는 인코더.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 상기 돌출부에 부착되어 함께 이동하게 되는 이동 전극 및
    상기 이동 전극으로부터 이격되어 고정적으로 설치되는 고정 전극을 포함하여,
    상기 이동 전극과 상기 고정 전극 사이의 전기 용량의 변화를 감지함으로써 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 인코더.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동 전극은 제1 이동 전극과 제2 이동 전극으로 이루어져, 상기 제1 이동 전극은 상기 돌출부 중 상기 기준점에 가까운 측에 부착되고, 상기 제2 이동 전극은 상기 기준점으로부터 먼 측에 부착되며,
    상기 고정 전극은 제1 고정 전극과 제2 고정 전극으로 이루어져, 상기 제1 고정 전극은 상기 제1 이동 전극으로부터 상기 기준점에 가까운 방향으로 이격되고, 상기 제2 고정 전극은 상기 제2 이동 전극으로부터 상기 기준점으로부터 먼 방향으로 이격되어,
    상기 제1 이동 전극과 상기 제1 고정 전극을 통해 측정한 상기 돌출부의 이동 거리(dn1)에서 상기 제2 이동 전극과 상기 제2 고정 전극을 통해 측정한 상기 돌출부의 이동 거리(dn2)를 빼고 이를 반으로 나눔으로써([dn1-dn2]/2) 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 인코더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보상 장치는 상기 스케일상에서 상기 기준점으로부터 상기 돌출부의 초기 변위(xn)와 상기 돌출부의 이동 거리(dn)의 관계를 만족하는 함수(f(x))를 도출하는 제1 연산부,
    상기 함수(f(x))의 적분 함수(F(x))를 도출하는 제2 연산부 및
    상기 슬라이더의 변위(xs)에 상기 적분 함수(F(x))에서 그 변위(xs)에 해당하는 값(F(xs))을 더하는(xs+F(xs)) 제3 연산부를 더 포함하는 인코더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부는 복수 개로 이루어져, 상기 길이 방향을 따라 특정한 간격으로 배열되는 인코더.
  6. 스케일, 상기 스케일의 길이 방향을 따라 이동할 수 있는 슬라이더 및 상기 슬라이더에 결합되어 상기 스케일상에서 임의의 기준점으로부터 상기 슬라이더의 변위(xs)를 측정하는 헤드를 포함하는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법으로서,
    상기 스케일에는 상기 스케일의 변형으로 인해 이동하게 되는 돌출부가 형성되어,
    상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 단계 및
    상기 돌출부의 이동 거리(dn)에 기초하여, 상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 단계를 포함하는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서는 상기 돌출부에 부착되어 함께 이동하게 되는 이동 전극 및 상기 이동 전극으로부터 이격되어 고정적으로 설치되는 고정 전극을 포함하여,
    상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 단계는 상기 이동 전극과 상기 고정 전극 사이의 전기 용량의 변화를 감지함으로써 상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 것으로 이루어지는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 전극은 제1 이동 전극과 제2 이동 전극으로 이루어져, 상기 제1 이동 전극은 상기 돌출부 중 상기 기준점에 가까운 측에 부착되고, 상기 제2 이동 전극은 상기 기준점으로부터 먼 측에 부착되며, 상기 고정 전극은 제1 고정 전극과 제2 고정 전극으로 이루어져, 상기 제1 고정 전극은 상기 제1 이동 전극으로부터 상기 기준점에 가까운 방향으로 이격되고, 상기 제2 고정 전극은 상기 제2 이동 전극으로부터 상기 기준점으로부터 먼 방향으로 이격되어,
    상기 돌출부의 이동 거리(dn)를 측정하는 단계는 상기 제1 이동 전극과 상기 제1 고정 전극을 통해 상기 돌출부의 이동 거리(dn1)를 측정하는 A 단계,
    상기 제2 이동 전극과 상기 제2 고정 전극을 통해 상기 돌출부의 이동 거리(dn2)를 측정하는 B 단계 및
    상기 A 단계에서 측정된 돌출부의 이동 거리(dn1)에서 상기 B 단계에서 측정된 돌출부의 이동 거리(dn2)를 빼고 이를 반으로 나누는([dn1-dn2]/2) C 단계를 포함하는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스케일의 변형에 따른 오차를 보상하는 단계는 상기 스케일상에서 상기 기준점으로부터 상기 돌출부의 초기 변위(xn)와 상기 돌출부의 이동 거리(dn)의 관계를 만족하는 함수(f(x))를 도출하는 단계,
    상기 함수(f(x))의 적분 함수(F(x))를 도출하는 단계 및
    상기 슬라이더의 변위(xs)에 상기 적분 함수(F(x))에서 그 변위(xs)에 해당하는 값(F(xs))을 더하는(xs+F(xs)) 단계를 포함하는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 돌출부는 복수 개로 이루어져, 상기 길이 방향을 따라 특정한 간격으로 배열되는 인코더의 오차를 보상하기 위한 방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03123814A (ja) * 1989-10-09 1991-05-27 Tokin Corp 静電容量式変位センサ
JPH08233602A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Mitsutoyo Corp アブソリュートエンコーダ
JPH08334378A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Tesa Brown & Sharpe Sa 容量型変位測定装置
KR100326757B1 (en) 2001-08-09 2002-03-13 Justek Corp Method for correcting error of scaler according to variation of temperature in linear motor
US20070069117A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Mitutoyo Corporation Absolute linear encoder
KR20130102499A (ko) * 2012-03-07 2013-09-17 헥사곤 메트롤로지 에스.피.에이. 측정기와, 측정 오차의 보정 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03123814A (ja) * 1989-10-09 1991-05-27 Tokin Corp 静電容量式変位センサ
JPH08233602A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Mitsutoyo Corp アブソリュートエンコーダ
JPH08334378A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Tesa Brown & Sharpe Sa 容量型変位測定装置
KR100326757B1 (en) 2001-08-09 2002-03-13 Justek Corp Method for correcting error of scaler according to variation of temperature in linear motor
US20070069117A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Mitutoyo Corporation Absolute linear encoder
KR20130102499A (ko) * 2012-03-07 2013-09-17 헥사곤 메트롤로지 에스.피.에이. 측정기와, 측정 오차의 보정 방법

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