SE501950C2 - Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan - Google Patents

Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan

Info

Publication number
SE501950C2
SE501950C2 SE9303611A SE9303611A SE501950C2 SE 501950 C2 SE501950 C2 SE 501950C2 SE 9303611 A SE9303611 A SE 9303611A SE 9303611 A SE9303611 A SE 9303611A SE 501950 C2 SE501950 C2 SE 501950C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
signal
bit
code
accuracy
measurement
Prior art date
Application number
SE9303611A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9303611D0 (sv
SE9303611L (sv
Inventor
Henrik Linde
Original Assignee
Leine & Linde Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leine & Linde Ab filed Critical Leine & Linde Ab
Priority to SE9303611A priority Critical patent/SE501950C2/sv
Publication of SE9303611D0 publication Critical patent/SE9303611D0/sv
Priority to EP94850195A priority patent/EP0654652A1/en
Publication of SE9303611L publication Critical patent/SE9303611L/sv
Publication of SE501950C2 publication Critical patent/SE501950C2/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical 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 characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales
    • G01D5/34792Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales
    • G01D5/34794Optical encoders using the Vernier principle, i.e. incorporating two or more tracks having a (n, n+1, ...) relationship

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

15 20 25 30 501 950 2 biten, även kallad msb-detektorn, så måste msb-detektorn avge sin signal med samma noggrannhet som noggrannheten vid avläsning av den minst signifikanta biten (lsb). Ett exempel på ett kodorgan med mönster för avläsning av absoutläge enligt känd teknik visas i fig 10.
Ett problem vid känd teknik är att för att öka upplösningen hos kodsignalen måste noggrannheten vid avläsning av mönstret öka i motsvarande grad. Dessa ökade noggrannhetskrav ställs på avläsningen av samtliga mönstergrupper, dvs såväl på msb- gruppen som på lsb-gruppen och de i signifikans däremellan liggande mönstergrupperna.
Ett ytterligare problem är att ökad noggrannhet kräver att det fönster genom vilket ett detektorelement betraktar "sin" mönstergrupp måste bli mindre, vilket innebär att den ljus- styrkeförändring som detektorelementet avkänner när mönstret byter från ett mörkt parti till ett ljust parti blir mindre.
Detta innebär med andra ord att de signalnivåer man måste arbeta med blir svagare, vilket påverkar signal/brusför- hållandet och störkänsligheten negativt. En ökning av nog- grannheten med en faktor två kan ge en minskning av signal- nivån till ungefär hälften till följd av minskningen av ljusstyrkan. Ett sätt att lösa det sistnämnda problemet, enligt känd teknik, är att anordna ett flertal detektor- element på ett sådant sätt att de samtidigt avläser samma mönstergrupp och genererar ett flertal signaler som ligger i fas med varandra och som kan samverka för att åstadkomma en starkare signalnivå hos kodsignalen. Detta har emellertid den nackdelen att det kräver montering av flera detektorelement med hög noggrannhet, vilket orsakar högre komplexitet vid tillverkningen och ökade tillverkningskostnader.
I artikeln “New Developments in Optical Shaft-angle Encoder Design" som publicerades i The Marconi Review, first Quarter 1983, redovisas en känd teknik, benämnd Vee-scan. Enligt Vee- scan-tekniken åstadkommes en absolutlägessignal genom att placera två stycken detektorelement för avläsning av varje bitmönstergrupp, och toleransen avseende placeringen av 10 15 20 25 30 35 a _ 501 950 detektorelementet är högre för avläsning av bitmönsterspår med högre signifikans. Ett problem med denna kända teknik är att det krävs minst två detektorelement för varje bitmönster- spår, vilket innebär att en sådan lägesgivarenhet måste ha minst 24 optoelektriska detektorelement för att åstadkomma en absolutlägessignal med 12 bitars upplösning. Eftersom de optoelektriska detektorelementen hör till de dyraste och känsligaste komponenterna i en lägesgivarenhet är det önsk- värt att hålla antalet sådana komponenter lågt.
Enligt känd teknik kan ett fönsterelement anordnas mellan detektorelementet och kodskivan för att ordna så att detek- torelementet kan betrakta flera öppningar i samma bitspår hos kodskivan och därmed erhålles en starkare signal. Ett problem enligt känd teknik är att fönsterelementet mellan ett detek- torelement och kodskivan måste vara monterat mycket nära den rörliga kodskivan för att detektorelementet inte ska störas av intilliggande bitspår. Den mycket smala spalten mellan den rörliga kodskivan och fönsterelementet innebär att det kan finnas risk att dessa slår emot varandra om lägesgivaren utsätts för stötar och om spalten är alltför liten. Vanligt- vis monteras kodskivan och fönsterelementet så att avståndet mellan dem är detsamma som linjebredden hos den minst signi- fikanta bitens mönster. ften med förel' ande u finnin Huvudsyftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för att på ett enkelt sätt åstadkomma en absolut- lägesignal med liten onoggrannhet.
Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en givarenhet som på ett enkelt sätt åstadkommer en absolutlägesignal med liten onoggrannhet.
Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en givarenhet som med ett litet antal detektor- element åstadkommer en absolutlägesignal med liten onog- grannhet. 10 15 20 25 30 35 501 950 4 Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett kodorgan som omfattar noggrannhetsmönstergrupper vilka kan utnyttjas för att åstadkomma en absolutlägesignal med noggrannhetsredundans och liten onoggrannhet.
Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett logikorgan för behandling av en från ett detektororgan levererad kodsignal, vavid logikorganet samman- väger bitsignalvärden i kodsignalen och alstrar en absolut- lägesignal innefattande ett flertal bitsignaler med en onog- grannhet som motsvarar den minst onoggranna av bitsignalerna hos kodsignalen.
Dessa och andra syften, som framgår av den fortsatta beskriv- ningen, uppnås enligt uppfinningen med ett förfarande av det slag, som anges i den kännetecknande delen av patentkravet 1.
Ytterligare särdrag och vidareutvecklingar av förfarandet enligt uppfinningen, samt en anordning för att utföra för- farandet, 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 : Figur 1 visar ett schematiskt blockschema av en första ut- föringsform av en optoelektrisk lägesgivare 10 enligt uppfin- ningen.
Figur 2 är en principskiss som illustrerar ett absolutläges- mönster enligt en utföringsform av uppfinningen.
Figur 3 visar exempel på bitsignaler som kan levereras från ett detektororgan i en lägesgivarenhet enligt en utförings- form av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 s 4 501 Figur 4 illustrerar att läget för signalförändringar, eller flanker, hos en noggrannhetssignal kan utnyttjas för att generera flanker hos lägesgivarenhetens utsignalbitvärden.
Figur 5A visar ett blockschema av ett logikorgan enligt den i fig 1 beskrivna utföringsformen.
Figur SB illustrerar hur en utsignalbit b2 genereras i be- roende av ett flertal kodsignalbitar.
Figur 6, 7 och 8 illustrerar avläsning av en bitmönstergrupp enligt en utföringsform av uppfinningen.
Figur 9 visar ett kodorgan och ett detektororgan enligt en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen.
Figur 10 visar ett absolutlägesmönster enligt känd teknik.
Beskrivning av utföringsformer av uppfinningen Fig 1 visar ett schematiskt blockdiagram av en första ut- föringsform av en optoelektrisk lägesgivare 10 enligt uppfin- ningen. Lägesgivaren 10 innefattar en givarenhet 20, vilken i sin tur kan innefatta ett kodorgan 30 samt ett detektororgan 40. Detektororganet 40 och kodorganet 30 är förskjutbara i förhållande till varandra. Kodorganet 30 kan utgöras av en kodskiva med ett mönster som kan avläsas som ett absolut läge, vilket kommer att beskrivas närmare nedan. Enligt en första utföringsform av uppfinningen är lägesgivaren 10 en absolutvinkelgivare och kodorganet 30 utgöres av en kodskiva som, i förhållande till detektororganet 40 är förskjutbar kring en vridningspunkt 42.
Detektororganet 40, som kan innefatta ett flertal detektor- element, kan alstra en kodsignal 45 (fig 1 och fig 3) och mata ut denna vid en utgång 50 hos givarenheten 20. Utgången 50 kan medelst en signalbuss 60 vara förbunden med ett logik- organ 70. 950 10 15 20 25 30 35 5Û1 950 6 Logikorganet 70 är anordnat att utföra vissa bestämda logiska operationer på kodsignalbitarna i kodsignalen 45 och i be- roende av signaltillståndet i kodsignalen alstra en läges- signal 75, och mata ut lägessignalen 75 på en utgång 80 hos logikorganet 70. Lägessignalen 75 är en absolutlägessignal som kan vara kodad med Gray-kod.
För att på ett enkelt och tillverkningsmässigt billigt sätt erhålla en hög noggrannhet i lägessignalen 75 innefattar en utföringsform av uppfinningen en kombination av ett nytt kodmönster på kodorganet 30 och ett nytt logiskt förfarande för att behandla den från givarenheten 20 erhållna kodsig- nalen 45.
F' u och Kodorganet 30 kan exempelvis innefatta elva stycken bit- mönstergrupper eller bitmönsterspår Tdl-Tdll (fig 2) vilka är så anordnade att de bildar ett gray-kodmönster eller mot- svarande. Detektororganet 40 innefattar ett detektorelement för varje bitmönsterspår Tdl-Tdll, och levererar motsvarande elva digitala kodsignalbitar dl, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9, d10 och dll som utgör bitar i en mätkodsignal 84 (fig 3). Mätkodsignalen kan sålunda vara gray-kodad. Ett mätvärde kodat i gray-kod är entydigt tolkningsbart utan redundans.
Kodorganet 30, enligt en utföringsform av uppfinningen, innefattar vidare fyra stycken noggrannhetmönsterspår Tal, Ta3, Ta6 respektive Tall och detektororganet 40 innefattar ett detektorelement för avläsning av varje noggrannhet- mönsterspår. Detektororganet 40 kan sålunda leverera nog- grannhetbitsignaler ial, ia3, ia6 och ia11 vars värden mot- svarar noggrannhetmönsterspåren Tal, Ta3, Ta6 resp Tall.
Noggrannhetbitsignalerna ial, ia3, ia6 och iall utgör sålunda en hjälpkodsignal 86. Den från detektororganet 40 levererade kodsignalen 45 innefattar sålunda dels den graykodade mätkod- signalen 84, dels hjälpkodsignalen 86 och därmed finns redun- dans i kodsignalen 45, såsom framgår ur beskrivningen nedan. 10 15 20 25 30 35 7 _ 5Û1 950 Den minst signifikanta biten dl kan ha den finaste delningen och biten dll kan ha den grövsta delningen. En kombination av mätkodbitarna dl - dll med noggrannhetssignalen iall utgör, enligt en utföringsform av uppfinningen, en graykodad mätkod- signal 84 där iall är den mest signifikanta biten. Biten iall kan då ha samma delning som mätkodbiten dll, men vara ungefär 90 grader fasförskjuten i förhållande till dll.
Bitsignalerna dl - dll samt iall kan då tolkas som en grayko- dad mätsignal med 12 bitsignaler dl - dl2, varvid dl2 = iall.
Det ligger givetvis inom uppfinningens ram att anordna ett annat antal mönsterspår på kodorganet än det antal som anges i denna utföringsform.
Fig 2 visar principen för ett absolutlägesmönster enligt en utföringsform av uppfinningen. För att förenkla figuren och underlätta förståelsen av uppfinningen visas i fig 2 endast en del av ett komplett absolutlägesmönster. I fig 2 visas bitmönsterspåren Tdl-Td6 samt Tal, Ta3 och Ta6, och i figuren visas den del av lägesskalan som motsvarar lägesräknevärdena 0 till 48.
I fig 2 visas ett kodmönster för en rätlinjig yta, men mot- svarande mönster kan givetvis anordnas på en exempelvis en cirkulär kodskiva för att exempelvis åstadkomma en absolut- vinkelgivare.
De tolv bitmönstergrupperna Tdl - Tdll samt Tall för läges- bitarna dl-d12 motsvarar bitmönster hos ett absolutkodorgan med gray-kod enligt känd teknik. Att de tolv lägesmönster- grupperna är anordnade så att de tolv lägesbítarna dl-dl2 är kodade i gray-kod innebar att endast en lägesbit åt gången byter signalvärde vid inbördes förskjutning mellan kodorganet 30 och detektororganet 40 (fig l, fig 2 och fig 3). Mätkod- signalen 84 är sålunda entydig och utan redundans.
Det första noggrannhetsmönsterspåret Tal, som ger upphov till noggrannhetsbitsignalen ial, omfattar lika många mörka respektive ljusa partier som mönsterspåret Tdl. Det första 10 15 20 25 30 35 501 950 8 noggrannhetsmönsterspåret Tal är förskjutet i förhållande till mönsterspåret Tdl så att bitsignalen ial är fas- förskjuten med 90 grader i förhållande till bitsignalen dl (se fig 2 och 3). Detta ger den effekten att när någon av bitarna d2-d12 har en signalflank så har noggrannhetsbiten ial också en signalflank ungefär samtidigt. Mätkodbitarnas d2-d12 flanker kan då tillåtas att alstras med större onog- grannhet än noggrannhetsbiten ial. Detta innebär att mätkod- bitarna ger information om att absolutäget är inom ett första onoggrannhetsområde, och att en flank hos hjälpkodbitsignalen ger en närmare positionsbestämning inom detta onoggrannhets- område. Sålunda erhålles en noggrannhetsredundant och en- tydigt tolkbar kodsignal 45. Genom att utnyttja detta förhål- lande för att bestämma exakt när flanken egentligen skall inträffa för bitarna d2-dll kan sålunda avläsningsnog- grannheten vara lägre för bitarna d2-dll, och ändå erhålles ett lägesmätvärde 75 (fig 1) vars onoggrannhet endast begrän- sas av onoggrannheten i avläsning av bitmönsterspåren Tdl och Tal. Detta ger alltså möjligheten att åstadkomma en lägesmät- givare 10 med hög upplösning och liten onoggrannhet i läges- signalen 75 utan att behöva avläsa varje bitmönsterspår Tdl - Tdll med samma höga noggrannhet. Å Detektororganet kan innefatta ett detektorelement för varje mönstergrupp och dessa detektorelement kan vara anordnade väsentligen längs en linje 88, såsom markerat i fig 2, för att avläsa mönstergrupperna och generera kodsignalen 45.
Det ligger vidare inom uppfinningens ram att placera exempel- vis detektorelementet för mönstergruppen Td3 på ett avstånd från linjen 88, vilket avstånd motsvarar en multipel av en period, N * 2n, i mönstergruppen Td3. Enligt en utföringsform av uppfinningen är detektorelementen för bitsignalerna dl, d2, d3 samt ial och ia3 anordnade i en första detektor- elementgrupp, medan detektorelementen för bitsignalerna d4, d5, d6 samt ia6 är anordnade i en andra detektorelementgrupp d7-dll samt iall är anordnade i en tredje detektorelementgrupp. och detektorelementen för bitsignalerna 10 15 20 25 30 35 9 r 501 950 Det förhållande att mätkodmönstret Tdl-Tdil är anordnat enligt gray-kod innebär att varje gång det skall ske en förändring av mätkodsignalen 84, är det endast en av kodsig- nalmönstren Tdl-Tdll som befinner sig inom ett område där det är osäkert om motsvarande signalbit dl - dll skall ha värdet 1 eller värdet 0. Denna osäkerhet kan uppstå p g a att ett fönster genom vilket ett detektorelement betraktar mot- svarande bitmönster måste ha en viss geometrisk utbredning, vilket beskrives närmare nedan i samband med fig 7. Under tiden detta fönster passerar över en mönsterflank finns en osäkerhet om huruvida motsvarande bitsignal skall ge värdet 1 eller värdet 0. En ytterligare orsak som påverkar detta osäkerhetsområde är onoggrannheten vid sammansättning och montering av motsvarande detektorelement i givarenheten.
Genom att utnyttja den redundans som erhålles medelst hjälp- kodsignalen kan de korrekta värdena för absolutlägesignalen 75 fastställas med samma onoggrannhet som noggrannhets- mönstretspåret Tal avläses. Bitutsignalerna bl - b12 kan sålunda fastställas med samma noggrannhet som signalerna dl och ial.
Den minst signifikanta bitsignalen bl i lägessignalen 75 följer den minst signifikanta bit-signalen dl hos kodsignalen 45. Flankerna hos bitsignalen bl åstadkommes alltså att inträffa i direkt beroende av flankerna hos bitsignalen dl, eller logiskt uttryckt bl = dl.
Signalen ial utgör den mest noggranna noggrannhetssignalen och benämnes också oal av skäl som framgår nedan.
Figur 4 Pig 4 visar bitsignalerna bl, b2, b3 samt b4, b5 och b6 i lägessignalen 75 samt noggrannhetsbiten oal = ial och två noggrannhetsbitar oa3 och oa6. I fig 4 illustrerar pilarna 90 respektive 100 att varannan flank hos signalen ial utnyttjas för att fastställa varje flank hos bitsignalen b2. Vidare inses att var fjärde flank hos signalen ial kan utnyttjas för 10 15 20 25 30 35 501 950 10. att fastställa varje flank hos signalen b3, såsom illustreras med pilarna 110 respektive 120.
Var fjärde flank hos noggrannhetsbitsignalen ial kan vidare utnyttjas för att fastställa varje flank hos noggrannhetsbit- signalen oa3. Noggrannhetsbitsignalen oa3 motsvarar alltså noggrannhetsbitsignalen ia3 men noggrannhetsbitsignalens oa3 flanker alstras i beroende av flanker hos noggrannhetsbitsig- nalen ial, såsom illustreras med pilarna 130 respektive 140 i fig 4. Noggrannhetssignalen oa3 kan vara fasförskjuten med 90 grader i förhållande till mätbitsignalen d3. Detta innebär att noggrannhetssignalen oa3 kan utnyttjas som ett ytter- ligare hjälpmätvärde för att fastställa när flankerna skall inträffa i bitsignalerna b4-b12. Detta illustreras i fig 4 medelst pilarna 150 och 160, som visar att varje flank hos signalen b4 skall komma samtidigt som varannan flank hos noggrannhetsbitsignalen oa3. Vidare visas med pilarna 170 och 180 i fig 3, att varje flank hos signalen b5 skall inträffa samtidigt som var fjärde flank hos signalen oa3. Pilen 190 illustrerar att varje flank hos bitsignalen b6 skall inträffa samtidigt som var åttonde flank hos noggrannhetsbitsignalen oa3. Noggrannhetsbitsignalen oa6 motsvarar noggrannhetsbit- signalen ia6 och, och på motsvarande sätt som beskrivits ovan kan noggrannhetsbitsignalens oa6 flanker fastställas i be- roende av av var åttonde flank hos noggrannhetssignalen oa3 såsom illustreras med pilen 200.
De logiska operationerna att fastställa flankernas positioner i den digitala lägessignalen 75 kan utföras medelst logik- organet 70 som visas i fig 1. Lägessignalen 75 kan innefatta lika många bitar bl-b12 som det finns mätbitar (dl - d12) i kodsignalen 45.
I de följande logiska uttrycken avses tecknet "/" betyda "ICKE", d v s logisk invertering av värdet som följer. Värdet hos den näst minst signifikanta bitsignalen b2 hos lägessig- nalen 75 kan bestämmas genom följande logiska uttryck: 10 15 20 25 30 35 11 m 501 950 b2 = /ia3 * /d3 * bl * Oal (201) + /ia: * da * bl * /oal (202) + ia3 * d3 * bl * Oal (203) + ia: * /ds * bi * /oal (204) + az * /bi (205) Värdet hos bitsignalen b2 kan sålunda bero av mätbitarna dl, d2 och d3 samt av noggrannhetsbitarna oal och ia3.
Värdet hos bitsignalen b3 hos lägessignalen 75 kan bestämmas genom följande logiska uttryck: b3 = /ia3 * d2 * /bl * /Oal + ia3 * 42 * /bl * oal + d3 * /d2 + d3 * bl Sålunda kan värdet hos signalbiten b3 bero av mätbitarna dl, d2 och d3 samt noggrannhetsbitarna oal och ia3.
Såsom omnämnts ovan kan logikorganet 70 vidare generera en andra ordningens noggrannhetsbitsignal oa3 med samma signifi- kans som noggrannhetsbitsignalen ia3. I analogi med lägesbit- signalen b3 beror värdet hos den andra ordningens noggrann- hetsbitsignal oa3 av de från detektororganet 40 levererade mätbitarna dl, d2 och d3 samt de likaledes från detektor- organet 40 levererade noggrannhetsbitarna ial och ia3. Värdet hos den av logikorganet 70 genererade noggrannhetsbitsignalen oa3 kan bestämmas genom följande logiska uttryck: /d3 * /d2 * /bl * oal da * /az * /b1 * /oai + ia3 * d2 + ia3 *. bl 033 = + Den ovan beskrivna noggrannhetsbitsignalen oa3 har alltså sina signalflanker vid samma tidpunkter som var fjärde flank hos bitsignalen ial. Detta innebär att värdet hos noggrann- hetsbitsignalen oa3 är fastställt med samma höga noggrannhet 10 15 20 25 30 35 501 950 12 som värdet hos signalerna ial och dl. Ytterligare bitsig- nalers logiska uttyck anges i appendix 1.
EÅQBILÅA Logikorganet 70 enligt den i fig 1 visade utföringsformen visas i fig SA. Till logikorganet 70 levereras de elva mätkodbitbitsignalerna dl-dll, samt de fyra noggrannhetsbit- signalerna ial, ia3, ia6, och iall. Dessa femton insignaler levereras till en logikenhet 208 som kan innefatta ett antal ELLER-grindar och ett antal ICKE-OCH-grindar som är samman- kopplade enligt de ovan redovisade logiska uttrycken. Enligt en annan utföringsform innefattar logikenheten 208 program- merbara logikkretsar. Som framgår ur de redovisade logiska uttrycken kan logikenheten i beroende av insignalerna alstra utsignalerna bl-b12 samt andra ordningens noggrannhetssig- naler oa3 och oa6. De signalutgångar hos logikenheten som levererar noggrannhetssignalerna oa3 och oa6 samt utsignaler- na b3 och b6 är var för sig förbundna med ingångar hos logik- enheten 208. Såsom framgår ur de redovisade logiska uttrycken utnyttjas signalerna oa3, oa6, b3 och b6 för att alstra vissa av de övriga utsignalerna.
I det följande beskrivs några generella logiska uttryck som gäller de logiska uttrycken enligt några utföringsformer av uppfinningen. För de följande generella logiska uttrycken gäller följande definitioner: n = signifikans för den signal vars logiska uttryck ska fastställas P = har närmast lägre signifikans än n. signifikans P- för den noggrannhetssignal 0a(P-) som P+= har närmast högre signifikans eller som har samma signifikans signifikans P+ för den noggrannhetssignal ia(P+) som som den bitsignal b(n) vars logiska uttryck ska fastställas. f = N = antalet termer i flankzonuttrycket. utsignalens 75 högsta signifikans. 5 10 15 20 25 30 35 1:. 501 950 För noggrannhetssignalernas logiska uttryck gäller, för n>1: r=p+ °a = 0a * /b * FI /drf) r=1+P' r=P+-1 + /0a(P-) * /b(P-) F] /d(r) * d(P+) r=1+P- r=n-1 + ia(n) * b(P-) + 2 d(r)} r=P'+1 I den med hänvisning till fig 1 beskrivna utföringsformen gäller den ovan beskrivna generella formeln för n=3, 6 och 11, d v s för noggrannhetsbitsignalerna 0a3, 0a6 och Oall = b12.
För den minst signifikanta noggrannhetssignalen 0a(n=1) gäller att 0a(n=1) = ia(n=1).
Det logiska uttrycket för en bitsignal b(n) kan sättas samman dels av ett flankzonuttryck, dels av ett slätzonuttryck. I det ovan beskrivna uttrycket för bitsignalen b(2) består flankzonuttrycket av deluttrycken (201) (202) (203) och (204). Flankzonuttrycket omfattar de termer som alstrar utsignalens bn flanker.
Slätzonuttrycket omfattar de termer som inte alstrar någon flank hos utsignalen bn. Slätzonuttrycket för bitutsignalen b(n) med signifikansen n utgörs av ett antal termer där mätkodbiten d(n) ingår. Deluttrycket (205) utgör hela slät- zonuttrycket för bitsignalen b2. 10 15 20 25 30 35 501 950 14 Flankzonuttrycket kan utgöras av ett antal termer där nog- grannhetssignaler ingår i varje term. Det är en av termerna i flankzonuttrycket som genererar en flank i bitsignalen b(n).
För bitsignalen b(n) med n = N gäller: b(N) = 0a(N~1) I den utföringsform som beskrivs med hänvisning till fig 1 är N 12, och sålunda är b12 = 0a11.
För den lägsta signifikansen n = 1 gäller bl = dl.
Ett logiskt uttryck för bitutsignalen b(n) för övriga värden på n kan erhållas som en summa av ett flankzonuttryck Fb(n) och ett slätzonuttryck Sb(n): b(n) = Fb(n) + Sb(n) För slätzonuttrycken med n = P- + 1 och n Sb(n) = d(n) * /b(1=') I den beskrivna utföringsformen gäller denna generella formel för n = 2, 4 och 7.
För slätzonuttrycken med N > n > 1 + P- gäller: Sb(n) = d(n) * /d(n-1) r=n-2 + d(n) * 2 d(r) r=1+P_ + d(n) * buf) I den beskrivna utföringsformen gäller denna generella formel för n= 3, 5, 5, 3, 9, 10 och ll. 10 15 20 25 30 15_ 501 950V I varje flankzonuttryck Fb(n) med signifikans n > 1 och n < N ingår f termer där f = 2t, där t = 1 + P+ - n.
Sålunda utgörs exempelvis flankzonuttrycket för biten b5 av 4 termer, såsom ges av att t(n=5) = 1 + P+ - n = 1+ 6-5= 2, och att f(n=s) = zt = 22 = 4.
Varje term i flankzonuttrycket Fb(n) innehåller K faktorer där K = 2 + P+ - P-. Varje faktor utgörs av ett bitsignal- värde som t ex d4 eller b3 eller 0a3.
Varje term i flankzonuttrycket Fb(n) innehåller samma bitsig- naler men varje term har en unik kombination av inverterade och icke-inverterade bitsignaler.
Följande generella formel anger vilka bitsignaler som ingår i varje term i flankzonuttrycket Fb(n): r=p+ H d(r) r#n r=1+p- °a(P-)* b(P-)* *ia(p+) Flankzonuttrycket för bitsignalen b(n) med signifikansen n innehåller f termer.
Eftersom kompletta logiska uttryck för ett stort antal bit- signaler angivits i denna beskrivning och bifogade appendix tynger vi inte denna text med mer ytterligare beskrivning av dessa generella uttryck.
Figur 5B Följande analys av det ovan redovisade logiska uttrycket för bitsignalen b2 illustrerar hur noggrannheten hos bitsignalens ial flank överförs till värdet hos bitsignalen b2. I fig SB visas signalerna bl, d2 och d3 samt ial och ia3 som påverkar beslutet om signalens b2 värde. Det logiska uttrycket för b2 kan omfatta fem delyttryck vilka länkas samman med ELLER- funktioner som visats ovan. Deluttrycket 205 visar att när bl 10 15 20 25 30 35 501 950 16 är låg kan b2:s värde följa värdet på d2 såsom illustreras vid 210 i fig SB.
I fig SB visas en puls 220 hos bitsignalen b2. Den negativa flanken hos pulsen 220 bestäms av deluttrycket 203: ia: + ds * bi * oal (203) Det logiska uttrycket ia3 * d3 är logiskt 1 i området som visas med 230 i fig SB. Detta område 230 överlappar en del 235 av området 210. Genom multiplicering med det logiska värdet bl erhålles området 240 inom vilket område den nega- tiva flanken hos pulsen 220 skall vara. Området 240 illustre- rar det område där uttrycket: ia3 * d3 * bl har det logiska värdet l.
När uttrycket ia3 * d3 * bl multipliceras med det logiska värdet /ial erhålles positionen 250 för den negativa flanken för pulsen 220 hos bitsignalen b2.
Observera att utsignalens b2 flank erhålles genom en logisk operation på noggrannhetsbitsignalen med närmast lägre signi- fikans oal och noggrannhetsbitsignalen med närmast högre signifikans ia3 och mätkodsignalen d3, men inte d2. Utsig- nalens b2 flank bestäms alltså oberoende av insignalens d2 flank.
Deluttrycket 202: /ia3 * d3 * bl * /Oal avgör på motsvarande sätt var den positiva flanken för när- mast följande puls 260 skall vara, såsom illustreras med pilen 270. Bitsignalens b2 logiskt låga värde mitt emellan flankerna 250 och 270 fastställs av det logiskt låga värdet hos dl i de fyra första logiska deluttrycken 201, 202, 203, 10 15 20 25 30 35 17 _ 501 950 204 och av det logiskt låga värdet hos d2 i det femte delut- trycket 205.
Den negativa flanken för pulsen 260 kan fastställas genom det logiska uttrycket: /ia3 * /d3 * bl * 0a1 och detta logiska uttryck går från det logiska värdet 1 till logiskt 0 vid pilen 280 i fig SB.
Det logiska deluttrycket 204 kan i analogi med ovanstående fastställa placeringen av den positiva flanken 290 hos nästa puls 295 i bitsignalen b2.
Med hjälp av ovanstående analys inses att signalerna b3 och oa3 kan fastställas på liknande sätt ur de ovan redovisade logiska uttrycken. Vidare inses att eftersom alltså flankerna hos signalen oa3 har samma noggrannhet som flankerna hos bitsignalen oal så kan signalen oa3 utnyttjas för att fast- ställa flankerna hos bitsignalerna b4, b5, b6 och oa6 i enlighet med de ovan visade logiska uttrycken, varvid även dessa erhåller samma noggrannhet som bitsignalen Oal.
Härav inses också att noggrannhetskravet på flankerna hos bitsignalerna d2, d3 d4, d5, d6, d7, d8, d9, d10 och dll minskar för varje ytterligare noggrannhetsbitsignal ial, ia3, ia6 som ingår i det logiska uttrycket för att beräkna motsva- rande lägesbitsignaler b2 - b12.
Det ovan beskrivna området 240 utgör sålunda det tolerans- område inom vilket den negativa flanken för signalen d2 kan variera utan att motsvarande flank för lägesbitsignalen b2 påverkas i ett idealt fall med exakt detektering av flankerna för dl och ial. Därmed inses att den tolerans L inom vilken detektororganet för signalen d2, i det ideala fallet, måste generera en signalflank är en tolerans som motsvarar det i fig 2 markerade avståndet T/2. 10 15 20 25 30 35 501 950 Med tolerans förstås det intervall inom vilket en flank kan tillåtas falla, utan att givarenheten måste kasseras. Med onoggrannhet förstås däremot den faktiska avvikelsen för en flank i förhållande till en teoretiskt perfekt placering. 18 Toleransen L1 är alltså lika med avståndet mellan två konse- kutiva flanker hos mönstret Tdl om mönstret Tdl avläses exakt. Vanligtvis utgörs mönstret Tdl av lika stora ljusa och mörka fält och i detta fall är sålunda toleransen L1, i det ideala fallet, lika med avståndet för en halv period T hos bitmönstret Tdl.
Detektororganen för bitmönstren Td3 och Ta3 kan likaledes tillåtas att detektera motsvarande bitsignalflanker inom toleransen L1 utan att onoggrannheten hos de motsvarande signalerna b3 respektive oa3 påverkas.
Ur ovanstående inses att detektororganen för bitmönstren Td4, Td5, Td6 och Ta6 kan tillåtas att detektera motsvarande bitsignalflanker inom en tolerans L3 utan att onoggrannheten i flankläge hos de motsvarande signalerna b4, b5, b6 och oa6 försämras, eftersom dessa flanklägen kan fastställas med hjälp av de två noggrannhetssignalerna ial och ia3. L =2T är 3 lika med avståndet mellan två flanker hos mönstret Ta3.
Toleranskraven för detektering av bitmönster i en absolut- lägesgivare enligt den ovan beskrivna utföringsformen av uppfinningen är, i det ideala fallet med exakt detektering av flankerna för dl och ial, som följer: Detektering av Toleranskrav enligt en bitspår utföringsform av uppfinningen Tdz L1=T/2 Td3 L1 Ta3 L1 Td4 L3= 2T Td5 L3=2T Td6 L3=2T 10 15 20 25 30 35 w. SÛ1 950 Ta6 L3=2T Ta? L6=L1*25= (T/2)*a2=1sT Tas Le ras L6 rdio L6 Tail L6 Tail L6 Onoggrannheten a i det från lägesgivaren 10 levererade lägesmätvärdet 75 (fig 1) beror sålunda av den onoggrannhet bitsignalerna dl och Oal avläses med. Onoggrannheten a hos mätvärdet 75 kan bero av följande komponenter: am = den onoggrannhet som svarar mot onoggrannheten i föns- terelementets eller detektororganets placering i givarenheten 20. adl = den onoggrannhet som erhålles vid optisk detektering av en flank hos bítmönstret Tdl eller bitmönstret Tal. a¿2 = onoggrannhet som eventuellt erhålles vid signal- behandlingen av de detekterade bitsignalerna.
Eigg; 6, 2 ggn § I fig 6 visas ett detektororgan 310 samt ett fönsterelement 315 som är försett med ett fönster 300. Såsom inses ur fig 6, 7 och 8 kan onoggrannheten adl bero av bredden B på fönstret 300 genom vilket detektorelementet 310 betraktar ett mönster- spår 320. Det i fig 6, 7 och 8 visade mönsterspåret 320 kan utgöras av exempelvis det i fig 2 visade mönsterspåret Tdl.
När mönsterspåret 320 är i det läge som visas i fig 6 betrak- tar detektorelementet 310 ett ljust avsnitt 330 genom fönst- ret 300, och detektorelementet kan då leverera ett logiskt värde "noll". 10 15 20 25 30 35 501 950 20 Fig 7 illustrerar att mönsterspåret 320 har förskjutits ett stycke i förhållande till läget i fig 6 så att en mönster- flank 340 befinner sig mitt för detektorelementets fönster 300 och därmed kan osäkerhet föreligga om huruvida detektor- elementet 310 matar ut ett logiskt värde "ett" eller "noll".
Fig 8 illustrerar att mönsterspåret 320 förskjutits ytter- ligare ett stycke och därmed har flanken 340 passerat fönst- ret 300 och detektorelementet 310 levererar ett logiskt värde "ett".
Det lägre toleranskravet för avläsning av de mer signifikanta mätkodbitarna d2-dll gör det möjligt att låta fönstret 300 vara större för de detektorelement som avläser de mer signi- fikanta bitspåren Td2-Tdll.
Genom att utnyttja det ovan beskrivna förfarandet att behand- la de logiska bitsignalerna dl - dll samt noggrannhetssig- nalerna ial, ia3, ia6 och ia11 kan ett mätvärde 75 med liten onoggrannhet a erhållas även om endast den minst signifikanta biten dl hos mätkodsignalen 84 samt noggrannhetsbitsignalen ial detekteras med den lilla onoggrannheten a. Enligt den ovan beskrivna utföringsformen av uppfinningen är det alltså tillräckligt om bitsignalen d7 och de mer signifikanta bit- signalerna d8 - dll samt iall detekteras inom toleransområdet 16T för att givarenheten 10 ska leverera ett utsignalläges- värde 75 med en onoggrannhet som är lika med onoggrannheten hos den minst signifikanta bitsignalen dl.
Genom det ovan beskrivna förfarandet att behandla de logiska mätkodsignalbitarna dl - dll är det möjligt att använda endast ett detektorelement per bitutsignal bl-b12, samt ett detektorelement per noggrannhetsbitsignal ial, ia3 resp ia6 för att åstadkomma en absolutlägessignal 75 med tolv bitars upplösning, och det hårdaste toleranskravet ställs ändå endast på den minst signifikanta signalbiten dl samt på noggrannhetsbiten ial. Det ligger emellertid inom uppfin- ningens ram att utnyttja push-pull-teknik för att alstra en eller flera av bitsignalerna. Med push-pull-teknik förstås 10 15 20 25 30 35 21 _ 501 950 att ett detektorelement alstrar bitsignalen och ett andra detektorelement alstrar inversen till bitsignalen varpå dessa båda signaler anordnas att samverka för att skapa en bitsig- nal med bättre signal-brusförhållande.
Eigur 2 Figur 9 visar en utföringsform av givarenheten 20 innefat- tande detektororganet 40 och kodskivan 30. Kodskivan 30 är försedd med ett absolutkodmönster Tdl - Tdll, samt hjälpkod- mönster Tal, Ta3, Ta6 och Tall. Enligt den i fig 9 visade utföringsformen är bitspåren d4-d6 samt ia6 anordnade ytterst på kodskivan. Bitspåren d7-d11 samt iall är anordnade närmast centrum på kodskivan, och bitspåren dl-d3 samt ial och ia6 är anordnade däremellan.
Mönsterspåren kan alternativt vara anordnade så att de minst signifikanta bitspåren är närmast centrum på kodskivan och de mest signifikanta bitspåren är längre ut från vridnings- centrum 42. Enligt en alternativ utföringsform av uppfin- ningen kan mönsterspåren på kodorganet vara anordnade exem- pelvis i omvänd ordning.
Med hänvisning till fig 9 beskrivs en utföringsform varvid kodorganet 40 innefattar tre stycken detektorgrupper 410, 420 och 430. Den första detektorgruppen 410 kan vara anordnad att avläsa mätkodbitarna dl, d2 och d3 samt noggrannhetskod- bitarna ial och ia3. Den andra detektorgruppen 420 kan vara anordnad att avläsa mätkodbitarna d4, d5 och d6 samt nog- grannhetskodbiten ia6. Den tredje detektorgruppen 430 kan vara anordnad att avläsa mätkodbitarna d7 - dll samt nog- grannhetskodbiten iall.
Genom att utnyttja det ovan beskrivna förfarandet att behand- la bitsignalerna dl - dll och ial, ia3, ia6 samt iall kan de olika detektorgrupperna 410, 420 resp 430 avläsa respektive bitmönsterspår med olika onoggrannheter och ändå kan en absolutlägesignal 75 erhållas, vilken absolutlägesignal 75 indikerar kodskivans vridningsvinkel i förhållande till en 10 15 20 501 950 22 nollvinkel med samma onoggrannhet som den med vilken bitsig- nalerna dl och ial avlästs.
Enligt en andra utföringsform är kodorganet försett med bitmönsterspåren Tai, Taz, Tas, Ta4, Tas, Tas, Tav, Tas, Tas, Td10 och Tdll. Motsvarande kodsignalbitar dl - dll kan alst- ras genom avläsning av respektive mönsterspår Tdl - Tdll, så som beskrivits ovan. Noggrannhetssignalerna ial, ia3, ia6 resp iall kan genereras medelst detektorelement som läser bitmönsterspåren Tdl, Td3, Td6 resp Tdll. Det detektorelement som avläser mönstret Tdl och alstrar bitsignalen ial kan vara anordnat förskjutet i förhållande till det detektorelement som avläser mönstret Tdl och alstrar bitsignalen dl så att noggrannhetsbitsignalen ial blir fasförskjuten med 90 grader i förhållande till mätkodbitsignalen dl. Detta kan åstadkom- mas genom att noggrannhetsbitdetektorelementet för noggrann- hetsbitsignalen ial är anordnat på ett avstånd N*fl/2 från det detektorelement som avläser mönstret Tdl längs bitmönster- spåret Tdl, där N är ett udda heltal. På motsvarande sätt kan noggrannhetssignalen ia3 alstras genom avläsning av mönster- spåret Td3 osv. 10 15 20 25 30 036 oa11= b4 b5 +++++ ++++++++ ++++ ++++++ /ds * /a4 * /ba * 2 3 033 /d5 * /d4 * /b3 * /oa3 /d1o * /de * /ds* /av /a1o * /de * /ds* /av /as * d6 * ia6 * d5 ia6 * d4 ía6 * b3 /dll * dll * iall* d10 iall* d9 iall* d8 iall* d7 iall* b6 /ias * /de * /ds /ia6 * /d6 * d5 /ias * de * ds /ias * de * /as ia6 * dö * /d5 ia6 * d6 * d5 iaa * /de * ds ias * /de * /ds /b3 * d4 /iae * /de * d4 /iae * de * d4 ia6 * d6 * d4 ias * /ds * d4 ds * /d4 d5 * b3 ll- l- l- Il- I- I- I- II- l- l- l- b3 b3 b3 b3 b3 b3 b3 b3 /b3 /b3 /b3 /b3 I- I- I- !- I- I- I- X- oa3 /oa3 oa3 /oa3 oa3 /oa3 oa3 /oa3 /oa3 oa3 /øa3 oa3 501 950 Appendix 1 * /b6 * oa6 * /b6 * /oa6 10 15 20 25 30 35 501 950 b6 b7 +++++++++++++++++++++++w+++++++++ /ias * ds * /da * + ias * ds * /d4 * + de * /ds + de * a4 + ds * ba /ia11 * /d11-* /d1o * /ia11 * /d11 * /d1o * /ia11 * /d11 * d1o * /ia11 * /d11 * d1o * /ia11 * d11 * d1o * /ia11 * d11 * d1o * /ia11 * d11 * /d1o * /ia11 * d11 * /d1o * ia11 * d11 * /d1o * ia11 * d11 * /d1o * ia11 * d11 * d1o * ia11 * d11 * a1o * ia11 * /d11 * d1o * ia11 * /d11 * d1o * ia11 * /d11 * /dxo * ia11 w /d11 * /d1o * ia11 * /d11 * /d1o * ia11 * /d11 - /a1o * ia11 * /d11 * d1o * ia11 * /d11 * d1o * ia11 * d11 * d1o * ia11 * d11 * d1o f ia11 * d11 * /d1o * ia11 * d11 * /d1o * /ia11 * d11 * /d1o * /ia11 * d11 * /d1o * /ia11 * d11 * d1o * /ia11 * d11 * dlo * /ia11 * /d11 * d1o * /ia11 * /d11 * dlo * /ia11 * /d11 - /d1o * /ia11 - /d11 * /dlo * dv * /be 24 /ba /ba /de de as /ds /de de de /de /de de ds /ds /de ae de /de /de de de /de /ds de de /de /ds de as /de /de de de /de I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- Appendix 1 førts_ /oa3 oa3 /de ds /da ds /de as /da de /ds ds /aa aa /as da /de de /as as /de ds /de ds /de de /de as /de ds /ds de /de de I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 b6 I- I- I- I- I- I- I' I I- I I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- I- oa6 oa6 oa6 oa6 0a6 oa6 oa6 Oa6 0a6 oa6 oa6 oa6 0a6 0a6 oa6 oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 /oa6 10 15 20 25 30 b8 = + + + + + + + + + + + + + + + + + b9 = + + + + + + + + + + /iall /iall /iall /iall /iall /iall /íall /íall iall iall iall iall ia11 iall iall iall d8 d8 /iall /iall /íall /iall iall iall iall iall d9 d9 d9 I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I- I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I- /dll /d11 /d11 /d11 d11 d11 d11 d11 d11 d11 d11 d11 /d11 /d11 /d11 /d11 /av be /dll /dll dll dll dll dll /dll /dll /d8 d7 b6 I-I-I-I-I-I-I-I- I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I- /a1o /d1o G10 a1o a1o d1o /a1o /a1o /d1o /d1o d1o a1o (110 a1o /d1o /d1o /d10 C110 d1O /a1o /a1o a1o d10 /d10 w w w w w w » u- w a- w 1- 1 w w » I- I- I- I- I- I' I- I- 25 /de ds de /de /de de ds /de /da ds de /as /de ds de /de d8 d8 d8 d8 d8 d8 d8 d8 » s w w w » » ao w » 1- w w w w w I-I-I-I-I-I-I-I- 501 9so L Appendix 1 forts. d7 d7 d7 d7 d? d7 d7 d7 d7 d7 d7 d7 d7 d7 d7 d7 /av /av /dv /av /av /av /av /av * I- I- I- I- I' I- I- I' I' I' I- I- I- I- I- I- I' I- I- I- I- I- I- /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 /b6 * /oa6 /b6 * oa6 501 950 26 Appendix 1 forts. b1o = /ia11 * /d11 * de * /ds * /d7 * /be * /oas + /ian * du * de »v /da * /dv * /bs v: oas + ia11 * dll * d9 * /d8 * /d7 * /b6 * /oa6 5 + iall * /dll * d9 * /d8 * /d7 */b6 * oa6 + dm f /ds + d10 * d8 + d10 * d7 + d1O * b6 10 _ b11 = /iall * d10 * /d9 * /d8 * /d7 * /b6 * /oa6 + iall * d10 * /d9 * /d8 * /d7 * /b6 * oa6 + dll * /d10 + dll * d9 15 + dll * d8 + dll * d7 + dll * b6 b12 = oall

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 501 950 27- Patentkrav
1. Förfarande vid en givarenhet innefattande ett med mönster försett kodorgan (30) och ett detektororgan (40), varvid detektororganet (40) och kodorganet (30) är inbördes för- skjutbara, och varvid förfarandet innefattar steget att generera en mätkodsignal (84, dl - dl2) indikerande kod- organets (30) läge i förhållande till detektororganet (40) med en viss onoggrannhet (L6); k ä n n e t e c k n a t av stegen: att avläsa åtminstone ett på kodorganet (30) anordnat bitspår (Tal: Tdl) och alstra en hjälpkodsignal (86) innefattande åtminstone en noggrannhetsbitsignal (ial) med en första signifikans, varvid signalflanker för hjälpkodsignalen (86, ial, ia3, ia6) inträffar ungefär i samma lägen som signal- flanker hos bitsignaler (dfi - dl2) i mätkodsignalen (84, dl - dl2); att kombinera mätkodsignalen (84) och hjälpkodsignalen (86) och därmed åstadkomma en kodsignal (45: 84, 86) med en nog- grannhetsredundans; att i beroende av kodsignalen (45) alstra en absolutläge- signal (75, bl - bl2) som indikererar kodorganets absolutläge i förhållande till detektororganet (40), med mindre onog- grannhet ( a ) än mätkodsignalens (84, dl - dl2) onoggrannhet (L6).
2. Förfarande enligt krav l,k ä n n e t e c k n a t av ste- gen: att mätkodsignalen (84, dl - dl2) indikerar kodorganets (30) läge i förhållande till detektororganet (40) med en första onoggrannhet (L6); och att hjälpkodsignalen (86, ial, ia3, ia6) indikerar läget hos bitsignalflanker med en andra onoggrannhet ( a ); att absolutlägessignalen (75, bl - bl2) alstras i beroende av mätkodsignalen (84, dl - dll) och hjälpkodsignalen (86, ial, ia3, ia6) under indikerande av kodorganets (30) absolutläge i förhållande till detektororganet (40) med den andra onog- grannheten ( a ), varvid den andra onoggrannheten ( a ) är mindre än den första onoggrannheten (L6). 10 15 20 25 30 35 501 950 28*
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av steget: att absolutlägesignalen (75: bl-b12) alstras av ett logik- organ (70) medelst en förutbestämd logisk behandling av mätkodsignalen (84, dl - dl2) i kombination med hjälpkodsig- nalen (86: ial, ia3, ia6), och att mätkodsignalen (84, dl - d12) är en gray-kodad signal.
4. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a t av att varje mätkodbitsignal (dl-dll) alstras av ett mätkodbitdetektorlement genom avläsning av på kodskivan anordnade mätbitmönsterspår (Tdl - Tdll); och att en noggrannhetsbitsignal (ial, ia3, ia6, iall) med en signifikans n alstras av ett hjälpkodbitdetektorelement genom avläsning av motsvarande mätbitmönsterspàr (Tdl, Td3, Td6, Tdll), varvid hjälpkodbitdetektorelementet för signifikansen n är anordnat förskjutet i förhållande till mätkodbitdetek- torlementet för signifikansen n så att varje noggrannhets- bitsignal (ial, ia3, ia6, iall) altras fasförkjuten med väsentligen 90 grader i förhållande till den mätbitkodsignal (dl, d3, d6, dll) som har sammma signifikans.
5. Förfarande enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k- n a t av att mätkodsignalen (84; dl-dll) alstras genom av- läsning av på kodskivan anordnade mätbitmönsterspår (Tdl - Tdl1); och att noggrannhetsbitsignalerna (ial, ia3, ia6, iall) i hjälp- kodsignalen (86: ial, 1a3, la6, lall) alstras genom avläsning av på kodskivan anordnade noggrannhetsbitmönsterspàr (Tal, Ta3, Ta6, Tall), varvid ett noggrannhetsbitmönsterspår (Tan) med en delning motsvarande en signifikans n är förskjutet i förhållande till ett mätbitmönsterspår (Tdn) med en delning motsvarande signifikansen n så att noggrannhetsbitsignalen (ian) altras fasförkjuten med väsentligen 90 grader i förhål- lande till mätbitkodsignalen (dn).
6. Givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan (30) och ett detektororgan (40), varvid detektor- 10 15 20 25 30 35 29_ 501 950 organet (40) och kodorganet (30) är inbördes förskjutbara och varvid detektororganet (40) är anordnat att avläsa mönstret på kodorganet (30) och åstadkomma en mätkodsignal (84) indi- kerande kodorganets (30) läge i förhållande till detektor- organet (40) med en viss onnoggrannhet (L6); k ä n n e - t e c k n a d av _ att detektororganet är anordnat att utöver den nämnda mät- kodsignalen alstra en hjälpkodsignal (86) innefattande åt- minstone en noggrannhetsbitsignal (ial) med en första signi- fikans, varvid signalflanker för hjälpkodsignalen (86, ial, ia3, ia6) inträffar ungefär i samma lägen som signalflanker hos bitsignaler (d2 - dl2) i mätkodsignalen (84, dl - dl2); och att detektororganet är anordnat att kombinera mätkodsig- nalen (84) och hjälpkodsignalen (86) och därmed åstadkomma en kodsignal (45: 84, 86) med en noggrannhetsredundans, samt _leverera kodsignalen (45: 84, 86) till ett signalbehandlings- organ (70): att signalbehandlingsorganet (70) är anordnat att i beroende av kodsignalen (45) alstra en absolutlägesignal (75, bl - bl2) som indikererar kodorganets absolutläge i förhållande till detektororganet (40), med mindre onoggrannhet ( a ) än mätkodsignalens (84, dl - dl2) onoggrannhet (L6).
7. Givarenhet enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att mätkodsignalen (84, dl - dl2) indikerar kodorganets (30) läge i förhållande till detektororganet (40) med en första onog- grannhet (L6); och att hjälpkodsignalen (86, ial, ia3, ia6) indikerar läget hos bitsignalflanker med en andra onoggrannhet ( a ); att signalbehandlingsorganet(70) är anordnat att alstra absolutlägessignalen (75, bl - bl2) i beroende av mätkodsig- nalen (84, dl - dl2) och hjälpkodsignalen (86, ial, ia3, ia6) så att absolutlägessignalen (75, bl - bl2) indikerar kod- organets (30) absolutläge i förhållande till detektororganet (40) med den andra onoggrannheten ( a ), varvid den andra onoggrannheten ( a ) är mindre än den första onoggrannheten (L6). 10 15 20 25 30 35 501 950
8. Givarenhet enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d av att mätkodsignalen (84, dl - d12) innefattar en första mätbitsignal (d1; d3; att hjälpkodsignalen (86) innefattar en första noggrannhet- bitsignal (ia1; ia3; ia6) med samma upplösning som den första mätbitsignalen (d1; d3; d6); att absolutlägesignalen (75) innefattar en första lägebit- signal (b1; b3; b6) med den första signifikansen och en andra lägebitsignal (b2; b4; b7) med en andra signifikans, varvid 30' d6) med en första signifikans; den andra signifikansen är högre än den första signifikansen; och att signalbehandlingsorganet är anordnat att förändra det logiska värdet hos den andra lägebitsignalen (b2; b4; b7) i beroende av utvalda förändringar hos den första noggrann- hetsbitsignalen (ia1; ia3; ia6), så att värdet hos den andra lägesbitsignalen (b2; b4; b7) uppvisar samma lägeonoggrannhet (a) som värdet hos den första noggrannhetssignalbiten (ial).
9. Givarenhet enligt krav 8 k ä n n e t e c k n a d av att mätkodsignalen (84) innefattar en andra mätsignalbit (d3) med en tredje signifikans, varvid den tredje signifikansen är högre än den andra signifikansen; att noggrannhetssignalen (86) innefattar en andra noggrann- hetssignalbit (oa3) med samma upplösning som den andra mät- signalbiten (d3); och att förändringar av det logiska värdet hos den andra nog- grannhetssignalbiten (oa3) genereras i beroende av utvalda förändringar hos den första noggrannhetsbitsignalen (ial), så att värdet hos den andra noggrannhetsbitsignalen (oa3) upp- visar samma lägesonoggrannhet som värdet hos den första noggrannhetssignalbiten (ial, oal).
10. Givarenhet enligt krav 6, 7, 8 eller 9, k ä n n e - t e c k n a d av att värdet hos den minst signifikanta biten (bl) i absolutlägessignalen (75) överensstämmer med värdet hos den minst signifikanta biten (dl) i den första mätkodsig- nalen (84); att förändringar av det logiska värdet hos den näst minst signifikanta biten (b2) i absolutlägessignalen (75, bl - b12) 10 15 20 25 30 35 31- genereras i beroende av valda förändringar hos den första noggrannhetssignalbiten (ial).
11. ll. Givarenhet enligt något av kraven 6 - 10, k ä n n e - t e c k n a d av att kodorganets mönster är anordnat så att mätkodsignalen (84, dl - dll) är gray-kodad.
12. Givarenhet enligt krav 6, 7, 8, 9, 10, eller ll, k ä n n e t e c k n a d av att detektororganet (40) inne- fattar ett första mätdetektorelement (310, 410) som är anord- nat att i beroende av det första mätbitmönsterpåret (320; Tdl - Tdll) generera den första mätsignalbiten (dl); att minst ett första noggrannhetsbitdetektorelement är anordnat att avläsa minst ett utvalt mätbitmönsterspår Td3, Td6) på kodskivan, varvid noggrannhetsbitdetektor- elementet är anordnat förskjutet längs mönsterspåret i för- hållande till mätkodbitdetektorlementet, och att varje nog- grannhetsbitdetektorelement är anordnat att alstra var sin noggrannhetsbitsignal (ial, ia3, ia6, iall) fasförkjuten med väsentligen 90 grader i förhållande till den mätbitkodsignal (dl, d3, d6, dll) som har sammma signifikans. (Tdl,
13. Givarenhet enligt krav 6, 7, 8, 9, 10, eller ll k ä n n e t e c k n a d av att kodorganet (30) innefattar ett första mätbitmönsterspår (Tdl, Td3, Td6); att detektororganet (40) innefattar ett första mätdetektor- element (310, 410) som är anordnat att i beroende av det första mätbitmönsterpåret (320; Tdl - Tdll) generera den första mätsignalbiten (dl); att kodorganet (30) innefattar ett första noggrannhets- mönsterspår (Tal, Ta3, Ta6); att detektororganet (40) innefattar ett första noggrannhets- detektorelement (310) som är anordnat att avläsa det första noggrannhetsmönsterspåret (Tal, Ta3, Ta6) och generera den första noggrannhetssignalbiten (ial, ia3, ia6); och att det första noggrannhetsmönsterspåret (Tal, Ta3, Ta6) har samma delning som det första mätbitmönsterspåret (dl, d3, d6), varvid det första noggrannhetsmönsterspåret (Tal, Ta3, 501 950m" 10 15 20 25 30 35 501 950 Taó) är förskjutet i förhållande till det första mätbit- as). 32' mönsterspåret (dl, d3,
14. Givarenhet enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att avståndet mellan två näraliggandevflanker hos den första noggrannhetsmönsterspåret (Tal) överensstämmer med avståndet mellan två näraliggande flanker hos det första mätbitmönster- spåret (Tdl) och varvid en flank hos det första noggrannhets- mönsterspåret (Tal) är, i lägesmätriktningen, anordnad väsentligen mitt mellan tvâ flanker hos den första bit- mönstergruppen (Tdl); att den första noggrannhetsmönstergruppens (Tal) flanklägen väsentligen överensstämmer med flanklägen hos mönstergrupper (Td2 - Tdll) med högre signifikans än den första bitmönster- gruppen (Tdl).
15. Givarenhet enligt krav 12 eller 13, k ä n n e t e c k - n a d av att det första mätdetektorelementet är anordnat att avläsa det första mätbitmönsterspåret och generera den första mätsignalbiten (dl) med den andra onoggrannheten ( a ), samt att leverera den första mätsignalbiten (dl) till signal- behandlingsorganet (70); att det första noggrannhetsdetektorelementet är anordnat att generera den första noggrannhetssignalbiten (ial) med den andra onoggrannheten ( a ), och att leverera den första noggrannhetssignalbiten (ial) till signalbehandlingsorganet (70): att detektororganet (40) är anordnat att generera ytterligare mätbitsignaler (d2 - dl2) samt ytterligare noggrannhets- signaler (ia3, ia6) med en onoggrannhet (Ll, L3, L6) som kan vara större än den första onoggrannheten (a); att signalbehandlingsorganet (70) medelst logiska operationer på det första mätkodbitvärdet, det första noggrannhets- bitvärdet samt de ytterligare mätkodbitvärdena (d2 - dll) är anordnat att alstra ytterligare absolutlägesignalbitar (b2 - bl2) som i signifikans motsvarar de ytterligare mätkodvärdena (d2 - dll), varvid flankerna hos de ytterligare absolutläges- signalbitarna (b2 - bl2) infaller i direkt beroende av flan- ker hos det första noggrannhetsbitvärdet (ial) så att 501 950 absolutlägessignalen (75, bl - b12) indikerar kodørganets (30) absolutläge i förhållande till detektororganet (40) med den första onoggrannheten ( a ). 33'
16. Givarenhet enligt något av kraven 6 - 15, k ä n n e - t e c k n a d av _ att kodorganet är en kodskiva och givarenheten (10) är en absolutvinkelgivarenhet.
SE9303611A 1993-11-02 1993-11-02 Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan SE501950C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9303611A SE501950C2 (sv) 1993-11-02 1993-11-02 Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan
EP94850195A EP0654652A1 (en) 1993-11-02 1994-11-01 Encoder unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9303611A SE501950C2 (sv) 1993-11-02 1993-11-02 Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9303611D0 SE9303611D0 (sv) 1993-11-02
SE9303611L SE9303611L (sv) 1995-05-03
SE501950C2 true SE501950C2 (sv) 1995-06-26

Family

ID=20391614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9303611A SE501950C2 (sv) 1993-11-02 1993-11-02 Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0654652A1 (sv)
SE (1) SE501950C2 (sv)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19944005A1 (de) 1999-09-14 2001-03-15 Kostal Leopold Gmbh & Co Kg Optoelektronischer Drehwinkelsensor
US6927704B1 (en) 2004-03-05 2005-08-09 Delphi Technologies, Inc. Fault tolerant optoelectronic position sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786891A (en) * 1986-04-08 1988-11-22 Yokogawa Electric Corporation Absolute encoder for linear or angular position measurements
JPH067062B2 (ja) * 1987-03-24 1994-01-26 キヤノン株式会社 位置検出装置
US5214426A (en) * 1988-07-12 1993-05-25 Furuno Electric Company, Limited Rotary encoder having absolute angle patterns and relative angle patterns

Also Published As

Publication number Publication date
SE9303611D0 (sv) 1993-11-02
SE9303611L (sv) 1995-05-03
EP0654652A1 (en) 1995-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4384204A (en) Absolute encoder
US7571552B2 (en) Scale reading apparatus
US5252825A (en) Absolute encoder using interpolation to obtain high resolution
JP2720642B2 (ja) 多回転絶対値エンコーダ
US5574445A (en) Digital absolute position encoders
US20110261422A1 (en) Position measuring device
JPH0445764B2 (sv)
US6285023B1 (en) Apparatus for generating origin signal of optical linear scale
JPH0754260B2 (ja) アブソリュートエンコーダ
SE501950C2 (sv) Förfarande vid givarenhet samt givarenhet innefattande ett med ett mönster försett kodorgan
US4678910A (en) Reference position-detecting device for photoelectric encoder
JP2504881B2 (ja) デ―タ出力エンコ―ダ
JP3336396B2 (ja) アブソリュートエンコーダ
JPH06347288A (ja) アブソリュートエンコーダ
JPH08334526A (ja) 速度検出装置
EP1342993B1 (en) Position transducer
JP2000055647A (ja) スケール装置
KR0153641B1 (ko) 전동기 제어용 인크리멘탈엔코더에 의한 위치판별회로
JP2754635B2 (ja) アブソリュートエンコーダ
US5734688A (en) Interpolation pulse generating device with two-step interpolation
JP2753537B2 (ja) アブソリュートエンコーダ
JPH0626817A (ja) 光学式変位検出装置
Denić et al. High-resolution pseudorandom encoder with parallel code reading
JP2649486B2 (ja) 内挿回路
JP2729113B2 (ja) アブソリュートエンコーダ

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed