SE500979C2 - Givarenhet för indikering av ett kodorgans läge relativt ett detektororgan - Google Patents

Description

15 20 30 35 500 979 2 ring av vinkelgivarens upplösning är också en omständlig process som kräver mekaniska ingrepp genom byte av kodskiva.

Syften hos föreliggande uppfinning Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en givarenhet varvid upplösningen i givarenhetens vinkelsutsig- nal är omställbar på ett enkelt sätt.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en givarenhet varvid givarenhetens utsignal innefattar ett förutbestämt antal digitala bitar i kombination med att upplösningen i givarenhetens utsignal är omställbar på ett enkelt sätt.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lägesgivarenhet varvid mätning sker inom en sektor hos kodorganet och varvid sektorns storlek är omställbar.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lägesgivarenhet varvid en startlägepunkt är omställbar.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en lägesgivare med omställbart mätområde och varvid mätning sker i realtid och lägesgivarens utsignal snabbt reagerar på mätobjektets rörelse.

Dessa och andra syften, som framgår av den fortsatta beskriv- ningen, uppnås enligt uppfinningen med en givarenhet av det slag, som anges i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

Ytterligare särdrag och vidareutvecklingar av anordningen enligt uppfinningen anges i de övriga patentkraven.

Kort beskrivning av ritningarna För att föreliggande uppfinning enkelt ska kunna förstås och utföras kommer den att beskrivas medelst åskådningsexempel och med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka : 10 15 20 25 30 35 a S00 979 Figur 1A visar ett blockschema av en givarenhet enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Figur 1B visar ett blockschema av en givarenhet enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 är en schematisk bild av en kodskiva som kan ingå i en givarenhet enligt figur 1A eller 1B.

Figur 3A visar ett exempel på en första signal från ett detektororgan som kan ingå i givarenheten enligt figur 1A eller 18.

Figur 3B visar ett exempel på en andra signal från ett detek- tororgan som kan ingå i givarenheten enligt figur 1A eller lB.

Figur 4 illustrerar en första räknares utsignalvärde, vilken räknare kan ingå i givarenheten enligt figur 1A eller lB.

Figur 5 illustrerar en andra räknares utsignalvärde, vilken räknare kan ingå i givarenheten enligt figur 1A eller 1B.

Figur 6 illustrerar ett antal minnesblock vilka lagrar data som påverkar skalning mellan den första räknarens utsignal- värde och givarenhetens utsignal.

Figur 7 illustrerar ett dataord lagrat i ett minnesblock enligt fig 6.

Figur 8 illustrerar ett första minnesblock innefattande en lista med databitar vilka påverkar skalning mellan den första räknarens utsignalvärde, enligt figur 4, och den andra räkna- rens utsignalvärde, enligt figur 5.

Figur 9 visar ett blockschema av en givarenhet enligt en tredje utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 500 979 4 Figur 10 illustrerar ett samband mellan ett räkneorgans räknevärde N och en lägesförskjutning X.

Figur 11 illustrerar ett samband mellan ett räkneorgans räknevärde N och en upplösning AY hos givarenhetens utsignal.

Figur 12 visar ett principiellt schema för en utföringsform av ett signalomkopplingsorgan.

Närmare beskrivning av första utföringsformen En första utföringsform av uppfinningen beskrivs i det föl- jande med hänvisning till figur 1A.

En givarenhet 5 enligt uppfinningen innefattar ett första givarorgan 10. Givarorganet 10 kan innefatta en inkremen- talkodskiva 12 (se fig 1A eller 2) samt ett detektororgan 14, varvid inkrementalkodskivan 12 är förskjutbar i förhållande till detektororganet 14 kring en vridningspunkt. Detektor- organet 14, som kan innefatta ett eller flera detektor- element, kan ge en utsignal 10A (fig 3) vid en utgång 20 i beroende av kodskivans 12 förskjutning i förhållande till detektororganet 14.

Utsignalens 10A signalnivå beror på inkrementalkodskivans 12 läge. När inkrementalkodskivan vrids passerar omväxlande mörka partier och ljusa partier detektororganet 14 och detek- tororganet genererar i beroende därav en första signalnivå S1 då ett mörkt parti detekteras och en andra signalnivå S2 då ett ljust parti detekteras (se fig 3A).

Givarorganet 10 är vidare anordnat att ge information om kodskivans 12 vridningsriktning. Detta kan åstadkommas på flera olika sätt. Enligt en utföringsform är utgången 20 en multisignalutgång som kan mata ut två utsignaler 10A resp 1OB. Signalen 1OB är då fasförskjuten med 90 grader i förhål- lande till signalen 10A. (Se fig 3A resp 3B). När kodskivan vrids ger den erhållna signalkombinationen och den signal som först har positiv respektive negativ flank information om vridningsriktning, såsom är väl känt av fackmannen. Detta kan 10 15 20 25 30 35 5 500 979 åstadkommas genom att låta första detektorelement detektera en första grupp 28 ljusa och mörka partier, och låta andra detektorelement detektera en andra grupp 29 ljusa och mörka partier på kodskivan 12, varvid den första gruppen är för- skjuten i förhållande till den andra gruppen, exempelvis såsom visas i fig 2. De första detektorelementen kan då alstra signalen 10A i beroende av mönstret 28, och de andra detektorelementen kan alstra signalen 10B i beroende av mönstret 29. Enligt en alternativ utföringsform åstadkommes de fasförskjutna signalerna 10A och 10B genom att låta de första och de andra detektorelementen avläsa samma grupp ljusa och mörka partier på kodskivan, men där de första och de andra detektorelementen är förskjutna i förhållande till varandra och sålunda detekterar en förändring i mönstret med en tidsförskjutning.

Givarorganets 10 utgång 20 kan vara förbunden med en ingång B30 hos en signalomvandlingsenhet B32. Signalomvandlings- enheten B32 kan vara anordnad att åstadkomma en skalning av signalen på ingången B30 och mata ut en mätsignal på en utgång B33.

Signalomvandlingsenheten B32 kan innefatta en skalningsval- signalingång B34, varvid en valsignal, exempelvis i form av ett dataord, som matas in på ingången B34 avgör vilken rela- tion mätsignalen vid utgång B33 har till signalen vid in- gången B30.

Dataordet som matas in på ingången B34 kan avgöra vilken uplösning mätsignalen har, hur stort mätområdet är, samt mätområdets ändpunkter.

Andra utföringsformen Enligt en andra utföringsform av uppfinningen kan givar- organet 10 vidare vara anordnat att alstra en första noll- vinkelsignal för ett bestämt inbördes läge för detektor- organet 14 relativt kodskivan 12. Detta läge kan exempelvis motsvara en första nollvinkel. Därmed är det möjligt att fastställa en absolut nollvinkel för ett bestämt vinkelläge. 10 15 20 25 30 35 500 979 6 Nollvinkelsignalen, eller indexpulsen, kan matas ut på en utgång 25 hos givarorganet 10 i beroende av att detektor- organet detekterar ett nollvinkelmönster 26 hos kodskivan 12 (fig 2). Detta kan lösas på ett flertal sätt, såsom är väl känt av fackmannen. Kodskivan 12 kan vara försedd med noll- vinkelmönster 26 som genererar en nollvinkelsignal per varv, så som visas i fig 2. Uppfinningen är dock inte begränsad till detta, utan en nollvinkelsignal kan genereras två, tre eller flera gånger per varv. Detta kan åstadkommas genom flera nollvinkelmönster på kodskivan 12, vilka detekteras konsekutivt av ett detektorelement då skivan roterar. Alter- nativt kan det åstadkommas medelst flera detektorelement som avläser samma nollvinkelmönster och vilka detektorelement är placerade så att när kodskivan är i ett första läge avger ett första detektorelement en nollvinkelsignal, och när kodskivan är i ett andra läge avger ett andra detektorelement en noll- vinkelsignal. Samtliga dessa nollvinkelsignaler matas ut på utgången 25. Behandling av nollvinkelsignalen beskrivs närmare nedan.

Enligt den andra utföringsformen av uppfinningen är givar- organets 10 utgång 20 förbunden med en ingång cl0 hos en konverteringsenhet c20. Konverteringsenheten omvandlar de två fasförskjutna signalerna 10A och 10B till lämpliga insignaler för de räkneorgan som är anordnade att räkna flanker så som beskrivs nedan. Enligt en utföringsform erhålles vrid- ningsriktningsinformation genom att en första utsignal ger pulser och en andra utsignal ger informationen positiv vrid- ningsriktning alternativt negativ vridningsriktning. Enligt en annan utföringsform levereras uppräkningspulser på en första utgång och nedräkningspulser på en andra utgång.

Konverteringsenheten är föresedd med åtminstone en utgång c30 som är förbunden med en ingång 30 hos en första räknare 40, såsom visas i fig 1B. Konverteringsenhetens utgång c30 är vidare förbunden med en ingång 50 hos ett signalväxelorgan 60 vilket beskrivs närmare nedan. 10 15 20 25 30 35 500 979 7 Konverteringsenheten c2O kan vara anordnad att känna av såväl positiva som negativa flanker på båda pulssignalerna. Under en period för pulssignalen 10A erhålles sålunda 4 stycken upp- eller nedräkningssteg på konverteringsenhetens utgång, såsom inses ur fig 3A, 3B och 4 sammantaget. Fig 4 är ett schema som för räknaren 40 illustrerar antalet registrerade räknevärden då räkning sker för varje flank hos signalerna 10A och 10B. pulssignaler, vilket innebär en tvåbitars gray-kod, där varje Om givarorganet 10 avger två fasförskjutna pulssignal har 2048 perioder på ett varvs vridning, så erhål- les sålunda en grundupplösning på 8192 delar per varv. Räkna- ren 40 kan då avge en utsignal som innefattar 13 bitar.

Ovannämnda siffervärden är enbart av exemplifierande karaktär och enligt uppfinningen kan grundupplösningen vara antingen högre eller lägre, och antalet bitar i räknarens utsignal kan också vara andra än de ovan nämnda.

Räknaren 40 kan sålunda generera ett räknevärde som blir högre vid positiv vridning av kodskivan 12, exempelvis medurs vridning, i förhållande till detektororganet och lägre vid negativ vridningsriktning, exempelvis moturs vridning, av kodskivan 12. Räknarens 40 räknevärde svarar sålunda mot kodskivans absoluta vinkel i förhållande till detektor- organet, och räknaren 40 kan vara anordnad att automatiskt nollställa utsignalen då insignalen indikerar uppräkning samtidigt med att utsignalen indikerar det maximala räknevär- det. Räknarens 40 räknevärde matas ut på en utgång 90 som är förbunden med en ingång 100 hos ett väljarorgan 110.

Väljarorganet 110 kan innefatta ett minnesorgan 112 såsom exempelvis ett EPROM. Räknevärdet som matas in på ingången 100 hos väljarorganet 110 kan användas som ett adressvärde.

Beroende på vilket adressvärde väljarorganet 110 erhåller på ingången 100, matar väljarorganet 110 ut en signal på en utgång 120.

Väljarorganet 110 innefattar vidare en ingång 130 vilken beskrivs närmare nedan. 10 15 20 25 30 35 500 979 8 Väljarorganets 110 utgång 120 är förbunden med en ingång 140 hos signalväxelorganet 60. Signalväxelorganet 60 kan vidare innefatta en utgång 170.

I beroende av datasignalen på ingången 140 kan signalväxel- organet 60 sluta eller bryta en förbindelse mellan ingången 50 och utgången 170. Därigenom kan signalväxelorganet 60 reglera antalet signalflanker som släpps från ingången 50 till utgången 170, i beroende av signaler på ingången 140.

Detta beskrivs närmare nedan.

Utgången 170 hos signalväxelorganet 60 är förbunden med en ingång 180 hos en andra räknare 190.

Den andra räknaren 190 kan räkna antalet flanker den erhåller på ingången 180. Den andra räknaren 190 kan vidare fungera på samma sätt som ovan beskrivits i samband med den första räknaren 40 för att räkna upp vid medurs vridning av kod- skivan respektive räkna ned vid moturs vridning.

Båda räknarna 40 och 190 kan nollställas medelst en startvin- kelsignal 200. Startvinkelsignalen 200 kan levereras från utgången 25 på givarorganet 10, via ett omkopplarorgan 202 till nollställningsingângar 204 och 206 hos räknarna 40 respektive 190. Omkopplarorganet 202 kan exempelvis vara en elektroniskt styrbar halvledarswitch, som kan styras av en operatör. När omkopplarorganet 202 står i det läge att ut- gången 25 är förbunden med ingångarna 204 och 206 så noll- ställs sålunda räknarna 40 och 190 när detektorelementen detekterar nollvinkelmönstret 26 hos kodskivan 12.

Insignalen på väljarorganets 110 ingång 130 avgör upplös- ningen hos vinkelgivarenhetens 5 utsignal. Samma insignal avgör också vilket mätområde som ska utnyttjas. Ingången 130 kan utgöras av en bussingång vars insignal, här kallad upp- lösningssignalen, kan innefatta exempelvis fem insignalbitar.

Om var och en av dessa insignalbitar kan antaga antingen en hög eller en låg signalnivå, kan därmed 32 kombinationer erhållas. Sålunda kan upplösningen hos vinkelgivaren väljas 10 15 20 25 30 35 9 500 979 exempelvis bland 32 skilda upplösningsalternativ. Detta kan åstadkommas så att två bitar bl, b2 i upplösningssignalen på ingång 130 bestämmer vilket av fyra skilda adressblock som ska utnyttjas i väljarorganet 110. Ãterstående tre bitar b3, b4 och b5 och deras funktion beskrivs närmare nedan.

När insignalen på väljarorganets 110 ingång 130 är vald för att mäta vinkeln linjärt inom ett helt varv, dvs när den valda vínkelsektorn är 360 grader, innebär detta, om vinkel- givarenhetens utsignal representeras med åtta bitar, att den presenterade upplösningen blir 360/256 =1,40625 grader. Genom att ge en annan insignal på väljarorganets 110 ingång 130 kan vínkelsektorn väljas till exempelvis 180 grader, varvid den minsta presenterade vinkeln kan vara 180/256=0,703125 grader.

Om signalen på givarorganets 10 utgång 20 ger information som motsvarar en delning av ett varv i 8192 delar, kan sålunda grundupplösningen vara 8192 delar per varv. Sålunda kan ett av de valda mätområdena vara: Upplösning: 8192 delar/varv.

Skalning: linjär, 1:1.

Vinkelsektor: 11,25 grader.

Detta innebär att inom en vinkelsektor om 11,25 grader kan absolutvinklar mätas med en presenterad upplösning om 360/8192 grad.

Det ligger vidare inom uppfinníngens ram att den valda vin- kelsektorns startvinkelläge kan ställas in. Detta sker medelst en andra nollvinkelsignal, även kallad sektor- startsignalen. När omkopplarorganet 202 står i det läge att en startvinkelsignalingång 208 är förbunden med ingångarna 204 och 206 så nollställs sålunda räknarna 40 och 190 när en operatör via en manöverpanel ger order om nollställning, så att en nollvinkelsignal matas in på ingången 208.

Såsom nämnts ovan så motsvarar räknarens 40 utsignal det absoluta vinkelläget mellan detektorganet 14 och kodskivan 12. Det är ibland önskvärt att givarenhetens 5 utsignal 10 15 20 25 30 35 500 979 10 nollställs vid ett bestämt vinkelläge, dvs när en bestämd vinkeländring erhållits sedan nollställning skett medelst signalen på ingång 208 eller utgång 25. Detta kan åstadkommas genom att anordna ett avkodarorgan (ej visat i fig 1B, se fig 9) som i beroende av räknarens 40 utsignal genererar en nollställningsignal som nollställer räknaren 190 då det bestämda räknevärdet erhålles på utgången 90. Exempelvis kan avkodarorganet generera nollställningsignalen när räknaren 40 matar ut räknevärdet noll. Det ligger vidare inom uppfin- ningens ram att räknaren 190 kan nollställas i beroende av flera bestämda utsignaltillstånd hos räknare 40.

När den optoelektriska givarenheten, enligt uppfinningen ställs in för skalningsfaktor 1/2 sker följande: Antag att signalkombinationen [b1, b2, b3, b4, b5] =[00 001] på ingången 130 hos väljarorganet 110 är den kombination som avser halverad upplösning i utsignalen för denna utförings- form av givarenheten, dvs 8192/2 = 4096 steg/varv med en vinkelsektor om 22,5 grader. De två bitarna bl och b2 på ingången 130 utgör då de mest signifikanta bitarna i ett adressvärde och detta adressvärde pekar ut ett första adress- block, Block 1, i minnesorganet 112 såsom illustreras i fig 6. Räknevärdet på ingången 100 utgör de övriga bitarna i en adress som pekar ut data i minnesorganet 112. Adressen kan alltså omfatta femton bitar, varvid de 13 bitarna från räkna- ren 40 pekar ut information inom block 1 när bitarna bl och b2 är noll. När räknaren 40 kan räkna upp till maximalt 8192 så innefattar sålunda varje adressblock 8192 minnespositioner med dataord. När kodskivan sedan vrids i positiv vrid- ningsriktning stegar räknaren 40 uppåt och räknevärdet på ingången 100 hos väljarorganet 110 utnyttjas som adressvärde för att peka ut minnespositioner inom blocket Block 1. I beroende av de 15 adressbitarna matar minnesorganet 112 ut ett dataord på en utgång 114. Dataordet kan exempelvis inne- fatta 8 digitala bitar. Utgången 114 är kopplad till ett bitväljarorgan 116. Bitväljarorganet 116 mottar dataordet från minnesorganet 112 och matar vidare endast en bit i ordet till väljarorganets 110 utgång 120. 10 15 20 25 30 35 11 500 979 Figur 7 visar ett dataord med åtta bitar, med bitpositioner do, di, d2, ds, d4, ds, ds och d7. Bitarna b3, b4 och bs på ingången 130 avgör vilken av bitarna d0-d7 som bitväljar- organet 116 ska mata vidare till utgången 120.

Utsignalen på utgången 120 kan således vara antingen logiskt "ett" eller "noll". Logisk etta talar om för signalväxel- organet 60 att förbinda ingången 50 med utgången 170. Logisk nolla talar om för signalväxelorganet 60 att bryta förbindel- sen mellan ingången 50 och utgången 170.

Utsignalen på utgången 120 kan ändra sig för varje ny minnes- position i det aktuella blocket om exempelvis biten d0 är vald och denna bit är omväxlande "1" och "0" för kosekutiva minnespositioner p0, pl, p2... i ett block (se fig 8, bit dl).

Den andra räknaren 190 genererar sålunda en utsignal U1 på en utgång 210 (se fig 5 resp fig 1B). Utsignalen U1 kan exempel- vis vara en binär signal med åtta parallella bitar. I det fall att utsignalen U1 på utgången 210 ej är kodad med gray- kod, så kan utgången 210 vara kopplad till en ingång 220 hos ett kodomvandlarorgan 230. Kodomvandlarorganet 230 kan om- vandla den binära 8-bit-signalen från räknaren 190 till en önskad kod, såsom exempelvis graykod, och matar ut denna på en utgång 240, såsom visas i fig 1B.

Bitarna b3, b4 och b5 i signalen på ingång 130 matas som styrsignal till bitväljarorganet 116 och bestämmer vilken bit i dataordet på utgång 114 som ska matas vidare till utgången 120. Kombinationen [b3, b4, b5] = [0,0,1] kan exempelvis tolkas som ett binärt tal med basen 2, och betyda att bit dl ska matas vidare. Figur 8 visar minnesblocket Block 1 som innefattar ett flertal listor som reglerar skalningen mellan räknevärdet hos den första räknaren 40 och räknevärdet hos den andra räknaren 230. Exempel på en sådan lista är bitkom- binationen 10101..0 i bitposition dl hos de konsekutiva minnespositionerna p0-p8191. 10 15 20 25 30 35 500 979 12 Med hänvisning till fig 8 innebär sålunda bitkombinationen [b1, b2] = [0,0] på ingången 130 hos väljarorganet 110 att block 1 valts. Som nämnts ovan så utgör räknevärdet från den första räknaren 40 den adress som pekar ut en minnesposition i det valda blocket i minnesorganet 112. I figur 8 illustre- ras detta genom konsekutiva positioner p0, p1...p8191 i block 1, varvid varje sådan position innehåller ett dataord med bitarna d0-d7. Bitkombinationen [b3, b4, b5] =[0,0,1] kan innebära att bit dl i dataordet på den utpekade minnes- positionen ska matas vidare till utgången 120.

Genom lämpligt val av bitkombination i listan kan sålunda skalning ställas in även till ojämn skalningsfaktor som exempelvis 1/n. Början på bitlistan för skalningsfaktor 1/n är: [OO100lOOl0001.....

Logaritmisk skalning, eller annan olinjär skalning kan så- lunda lätt åstadkommas genom lämplig sammansättning av bit- listan, eller skalningslistan. Det kan noteras att en utsig- nal med Valbar upplösning och valbart mätområde alltså, enligt uppfinningen, kan erhållas utan omständliga mekaniska ingrepp och utan att givarenheten behöver innehålla någon mikroprocessor. Tidskrävande beräkningar såsom multiplika- tioner och divisioner behöver sålunda inte utföras för att uppnå syftena med uppfinningen.

Tredje utföringsformen Enligt en tredje utföringsform, som visas i fig 9, innefattar givarenheten 5 ett givarorgan 310 som på en utgång 320 leve- rerar en kodsignal som indikerar när en inbördes lägesändring AX sker mellan kodorganet och detektororganet. Givarorganet 310 kan exempelvis fungera som det tidigare beskrivna kod- organet 10 i kombination med konverteringsenheten c20. Ut- gången 320 kan vara förbunden med en ingång 330 hos ett räkneorgan 340, varvid räkneorganet 340 kan vara så anordnat att dess utsignal N är en linjär representation av den ak- tuella lägesförskjutningen X mellan detektororganet och kodorganet, sedan räkneorganet 340 senast nollställdes. Med hänvisning till fig 10 visas att lägesförskjutningen X då 10 15 20 25 30 35 500 979 13 motsvarar räknevärdet N gånger lägesändringen för ett steg AX, där AX är minsta steget dvs grundupplösningen: X = N ' AX.

Räkneorganet 340 kan nollställas då det erhåller en noll- ställningssignal på en ingång 342, vilket beskrivs närmare nedan.

Om givarorganet 310 är ett vinkelgivarorgan såsom det ovan beskrivna vinkelgivarorganet 10 så kan räkneorganets 340 utsignal representera en vinkel mellan 0 och 360 grader, genom att mata ut ett räknevärde N mellan ett minimalt värde MinCount, som t ex noll, och ett maximalt värde, här kallat MaxCount. Alternativt kan givarorganet vara ett längdgivar- organ, varvid kodorganet är en väsentligen rätlinjig stav försedd med ett kodmönster och varvid givarorganet vidare innefattar ett detektororgan som kan vara förskjutbart i förhållande till kodstaven.

Räkneorganets 340 utsignal kan matas ut på en utgång 350, vilken utgång kan vara förbunden med en ingång 360 hos en signaltransformenhet 370 (fig 9). Signaltransformenheten kan i beroende av signaltillståndet eller räknevärdet på ingången 360 generera en första digital utsignal med ett bestämt antal bitar på en första multisignalutgång 380. Den digitala utsig- nalen på utgången 380 kan vara ett dataord som representerar detektororganets absolutläge i förhållande till givarorganet.

Detta beskrivs närmare nedan. Utgângen 380 kan vara förbunden med en utgångsanslutning 385 som kan utgöra en första utgång för absolutläge från givarenheten 5.

Signaltransformenheten 370 kan innefatta ett första minnes- organ 390, varvid räknevärdet på ingången 360 utgör de minst signifikanta bitarna av ett adressvärde Adrl som i minnes- organet 390 pekar ut det dataord som ska matas ut på utgången 380. De mest signifikanta bitarna i adressvärdet Addrl kan matas in på en separat ingång 400 och det är dessa bitar som avgör vilket adressblock de utmatade dataorden på utgången 380 matas ut från. Ingången 400 kan vara förbunden med en ingångsanslutning 410 till vilken en användare kan mata en 10 15 20 25 30 35 500 979 14 första mätvalsignal. Minnesorganet 390 kan vara försett med lämpliga dataord på konsekutiva minnespositioner så att de dataord som konsekutivt matas ut på utgången 380 när räkne- värdet på ingången 360 löper från MinCount till MaxCount representerar funktionsvärden av en vald funktion av den aktuella lägesförskjutningen mellan detektororganet och kodorganet. Sålunda erhålles på utgångsanslutningen 385 signalvärden som representerar värdet hos en linjär eller olinjär funktion F(X) i beroende av läget X. Ett första adressblock kan innefatta MaxCount stycken konsekutiva minnespositioner som innefattar funktionsvärden F1(MinCount) till F1(MaxCount). Ett andra adressblock kan på samma sätt innefatta funktionsvärden för en andra funktion F2(N), o s v.

En ändring i signalen U3 vid utgång 385 står alltså i ett bestämt funktionsförhållande N, och därmed i ett bestämt funtionsförhållande till en till en ändring i räknevärdet förändring i läget X. Utsignalen U3 är alltså en diskret funktion av räknevärdet N.

Om MinCount är 0 och MaxCount är 8191, så kan man ställa in givarenheten till ett mätområde med föränderlig utsignal exempelvis för lägen motsvarande räknevärdena 0 till 200 genom att på ingången 410 mata in en mätvalsignal, dvs de mest signifikanta bitarna i adressvärdet, så att de utmatade orden plockas ur ett minnesblock där värdet på orden i de valda 201 minnespositionerna står i ett bestämt förhållande till räknevärdet N, och orden i minnespositionerna 201 till 8191 bara motsvarar nollvärden. Genom att förse minnes- organen 390 resp 460 med ett stort antal minnesblock, där varje minnesblock realiserar ett mätområde, kan givarenheten enligt uppfinningen förses med ett stort antal förprogramme- rade mätområden.

När räkneorganet 340 återställts medelst nollställnings- signalen på ingång 342 matar sålunda räkneorganet ut räkne- värdet N = MinCount och ett funktionsvärde F(MinCount) matas ut på utgången 385. Nollställningsignalen kan ha sitt ur- sprung från givarorganets 310 utgång 420 för nollställnings- signal på samma sätt som beskrivits ovan i samband med givar- 10 15 20 25 30 35 500 979 organet 10. Alternativt kan nollställningssignalen levereras 15 från en ingångsanslutning 430 eller från ett avkodarorgan 440. Medelst ett inställbart signalomkopplingsorgan 450 kan en användare välja källa till nollställningssignalen.

Avkodarorganet 440 innefattar en signalingång som kan vara förbunden med räknarens utgång 350, och avkodarorganet 440 kan generera en nollställningssignal i beroende av ett be- stämt räknevärde på utgången 350. I Signaltransformenheten 370 kan vidare innefatta ett andra minnesorgan 460, varvid räknevärdet på ingången 360 utgör de minst signifikanta bitarna av ett adressvärde Adr2 som i minnesorganet 460 pekar ut det dataord som ska matas ut på en utgång 470. De mest signifikanta bitarna i adressvärdet Addr2 kan matas in på en separat ingång 480 och dessa bitar avgör vilket adressblock i det andra minnesorganet 460 som de utmatade dataorden på utgång 470 matas ut från. Ingången 480 kan vara förbunden med en ingångsanslutning 490 till vilken en användare kan mata en andra mätvalsignal.

Utgången 470 kan vara förbunden med en ingång 500 hos ett bitväljarorgan 510. Bitväljarorganet 510 kan vara försett med en multisignalutgång 520, vilken kan vara förbunden med en utgångsanslutning 530. Bitväljarorganet 510 kan på multisig- nalutgången 520 leverera exempelvis två bitar, utvalda ur dataordet på ingången 500 genom att plocka ut exempelvis bit d0 och bit dl (se fig 7). Sålunda kan signalen på multisig- nalutgången 520 representera en inkrementalsignal när kon- sekutiva dataord levereras till ingången 500. Denna inkremen- talsignal kan därmed vara en omskalad representation av lägesändringen mellan detektororganet 14 och kodorganet 12 (se fig 1B). På utgången 520 kan därmed erhållas en inkremen- talsignal med en andra upplösning AY1 som kan skilja sig från grundupplösningen AX, såsom illustreras i fig 11. Genom lämpligt val av bitarna i dataorden på konsekutiva minnes- positioner i minnesorganet 460 kan inkrementalsignalen på utgången 520 ha en upplösning AY2(N) som varierar som funk- tion av räknevärdet N, och därmed som funktion av läges- förskjutningen X, såsom illustreras i fig 11. Exempelvis kan 10 15 500 979 16 upplösningen AY2 som funktion av N=0 vara AX, och AY2 som funktion av N=1 eller 2 vara 2*AX, och AY2 som funktion av N= 3, 4 eller 5 vara 3*AX, osv.

Bitväljarorganet 510 (se fig 9) kan vidare innefatta en utgång 540 som kan leverera en nollställningspuls eller indexpuls i beroende av värdet på en bestämd bit, såsom exempelvis bit d3 (fig 7), i dataordet på ingången 500.

Sålunda kan en nollställningspuls på ett enkelt sätt erhållas i beroende av ett visst värde på räknevärdet N hos räkne- organet 340, och därmed i beroende av en viss lägesför- skjutning X. Vidare kan utgången 540 vara förbunden med en utgångsanslutning 550 vid vilken en användare kan få direkt tillgång till nollställningspulsen. Utgången 540 kan vidare vara förbunden med en pol hos signalomkopplingsorganet 450, så att utgången 540 kan förbindas med nollställningsingången 342 hos räkneorganet 340.

Med hänvisning till fig 12 visas ett principiellt schema för en utföringsform av signalankopplingsorganet 450. Medelst ett antal omkopplare är det möjligt att ställa in vilken eller vilka av de ovan beskrivna indexpulserna som kopplas till räkneverkets nollställningsingång.

Sålunda kan signaltransformenheten 370 som visas i fig 9 innefatta två minnesorgan, varvid det ena minnesorganet 340 levererar en absolutläge-signal U3 och det andra minnes- organet 460 levererar ett digitalt ord som utnyttjas för att åstadkomma en inkremental kodsignal U4 och en indexpuls.

Bitväljarorganet 510 kan också, medelst en signal på en ingång 560, vara inställbart så att en användare kan avgöra vilka bitpositioner i ordet på ingång 500, som skall matas ut till utgångarna 520 respektive 540.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 17 500 979 Patentkrav

1. Givarenhet innefattande ett med mönster försett kodorgan (12), och ett detektororgan (14), varvid detektororganet (14) och kodorganet (12) är inbördes förskjutbara och varvid detektororganet (14) vid förskjutning är anordnat att avläsa mönstret på kodorganet (12) och åstadkomma en första kod- signal (10A, 10B) indikerande inbördes lägesändring; varvid den första kodsignalen (l0A, 108) är kopplad till ett första räkneorgan (40,340), vars utsignal beror av kodorganets (12) läge i förhållande till detektororganet (14), kännetecknad av en signalbehandlingsenhet (110;370) innefattande ett första minnesorgan (1l2;390) som i beroende av den första räknarens utsignal levererar en andra digital utsignal från ett valbart minnesblock (Block 1, dl), varvid ändringen i den andra digitala utsignalen står i ett bestämt funktionsför- hållande till lägesändringen.

2. Givarenhet enligt krav 1, kännetecknad av att räkneorganet i beroende av en första typ av ändring i den första kodsig- nalen (lOA, 10B) stegar upp räknevärdet, och i beroende av en andra typ av ändring i den första kodsignalen (10A, 10B) stegar ned räknevärdet; och att räkneorganet innefattar en återställningsingàng (2047 342) och är àterställbart medelst en återställningssignal på återställningsingången.

3. Givarenhet enligt krav 2, kännetecknad av att signal- behandlingsenheten (B32: 40, 110, 60, 190; 340, 370, 510, 440) bringar den digitalt uttryckta utsignalen (U2; U3, U4) att ändras i beroende av räknevärdet inom åtminstone ett bestämt räknevärdeomràde, varvid räknevärdeområdet definieras av ett första gränsräknevärde, som motsvarar ett första läge, och ett andra gränsräknevärde, som motsvarar ett andra läge.

4. Givarenhet enligt krav 3, kännetecknad av att signal- behandlingsenheten (B32: 40, 110, 60, 190; 340, 370, 510, 10 15 20 25 30 35 500 979 18 440) bringar den digitala utsignalen (U2; U3, U4) att bi- behållas konstant när räknevärdet ej är inom det bestämda räknevärdeområdet.

5. Givarenhet enligt krav 3 eller 4, kännetecknad av att det första minnesorganet (112: 460) innefattar ett antal minnespositioner som har adresser och är försedda med digi- tala ord; att det första räkneorganets räknevärdeutgång är förbunden med det första minnesorganets adressingång så att det första minnesorganet (112: 390, 460) matar ut det digitala ord som är lagrat på det adressvärde som räknevärdet utgör; och att det digitala ordet i varje minnesposition står i ett bestämt funktionsförhållande till motsvarande räknevärde, dvs värdet hos ett bestämt digitalt ord är en funktion av mot- svarande räknevärde.

6. Givarenhet enligt krav 3, 4 eller 5, kännetecknad av att det första gränsräknevärdet är det räknevärde som det första räkneorganet genererar efter återställning, och det andra gränsräknevärdet är ett adressvärde varefter orden i minnes- positioner med konsekutivt högre adresser överensstämmer med varandra.

7. Givarenhet enligt krav 3, 4, 5 eller 6, kännetecknad av att givarorganet (10: 310) genererar återställningssignalen, och att àterställningssignalen levereras till räkneorganets àterställningsingång.

8. Givarenhet enligt krav 3, 4, 5, 6 eller 7, kännetecknad av ett avkodarorgan (440) som avläser räkneorganets (340) räknevärde och vid åtminstone ett i förväg inställbart retur- räknevärde genererar en återställningssignal samt levererar återställningssignalen till räkneorganets (340) återställ- ningsingång (342) så att räknevärdet och den digitalt ut- tryckta utsignalen intar sina återställda värden.

9. Givarenhet enligt krav 3, 4, 5, 6, 7 eller 8, kännetecknad av ett inställbart bitväljarorgan (116: 510) anordnat att 10 15 20 25 30 35 19 500 979 sortera ut en indexbit från det digitala ord som matas ut från det första minnesorganet, och att bitväljarorganet innefattar en indexbitutgång (540, 550), varvid signalnivån på indexbitutgången motsvarar värdet hos indexbiten.

10. Givarenhet enligt krav 9, kännetecknad av att en första signalnivå på indexbitutgången (540) aktiverar en nollställ- ningssignal och en andra signalnivå icke aktiverar någon nollställningssignal.

11. ll. Givarenhet enligt krav 5, 7, 8, 9 eller 10, kånnetecknad av att den digitalt uttryckta utsignalen (U2; U3, U4) utgörs av minst två bitar i det digitala ord som matas ut från det första minnesorganet; och att den digitalt uttryckta utsignalen är kodad med Gray-kod.

12. Givarenhet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den digitalt uttryckta utsignalen (U4) är ett ord med två bitar vilka medelst det inställbara bitväljarorganet (510), som innefattar en första och en andra bitutgång, utsorteras från det digitala ordet från det första minnes- organet (460) och levereras på den första respektive den andra bitutgången; och att det två-bitars ordet utgör en inkrementalkodsignal (U4) indikerande inbördes lägesändring mellan detektororganet (14) och kodorganet (12) med en upplösning som skiljer från upp- lösningen hos den första kodsignalen (IOA, lOB).

13. Givarenhet enligt något av kraven 1 - ll, kännetecknad av att den digitalt uttryckta utsignalen (U2, U3) utgör ett absolutlägevärde som indikerar kodorganets (12) absolutläge i förhållande till detektororganet (14).

14. Givarenhet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första kodsignalen innefattar åtminstone två inbördes fasförskjutna delsignaler (lOA, l0B); att det första räknarorganet räknar antalet flanker hos delsignalerna i den första kodsignalen (1OA, 108) varvid det första räknarorganet räknar upp vid ett första fasförhållande 10 15 20 500 979 20 mellan delsignalerna, och varvid det första räknarorganet räknar ned vid ett andra fasförhållande mellan delsignalerna.

15. Givarenhet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att signalbehandlingsenheten (110, 50, 190; 440, 450, 400, 490, 560) innefattar det första minnesorganet (112: 390, 460) och att minnesorganet innefattar en andra adressingång (400, 480), varvid adressvärdet på den andra adressingången utgör de mest signifikanta bitarna i det första minnesorganets minnesadress, och att det första räkneorganets (40, 340) räknevärde utgör de minst signifikanta bitarna i det första minnesorganets minnesadress: samt att adressvärdet på den andra adressingången (400, 480) är inställbart och därmed är givarenhetens mätområde och skal- ning av utsignalen inställbara.

16. Givarenhet enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kodorganet är en kodskiva (12) och givarenheten (5) är en vinkelgivarenhet.

17. Givarenhet enligt något av kraven 1 - 15, kånnetecknad av att kodorganet är en kodstav och givarenheten (5) är längdgivarenhet.