TW201802436A - 旋轉編碼器及旋轉編碼之角度校正方法 - Google Patents

旋轉編碼器及旋轉編碼之角度校正方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201802436A
TW201802436A TW106105540A TW106105540A TW201802436A TW 201802436 A TW201802436 A TW 201802436A TW 106105540 A TW106105540 A TW 106105540A TW 106105540 A TW106105540 A TW 106105540A TW 201802436 A TW201802436 A TW 201802436A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
angle correction
data
rotating magnet
rotary encoder
correction data
Prior art date
Application number
TW106105540A
Other languages
English (en)
Inventor
奧村宏克
齋藤豊
上甲均
Original Assignee
日本電產三協股份有限公司
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 日本電產三協股份有限公司 filed Critical 日本電產三協股份有限公司
Publication of TW201802436A publication Critical patent/TW201802436A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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 using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical 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 using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00

Landscapes

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

Abstract

本發明係藉由將疊加於來自構成旋轉編碼器之一部分之感測器之檢測信號之基本波之高次諧波消除，而獲得高精度之旋轉位置之檢測資料。當磁阻元件(50)(第1磁阻元件)檢測出旋轉磁鐵(30)(第1旋轉磁鐵)之角度位置，且磁阻元件(60)(第2磁阻元件)藉由高次諧波消除圖案(61)消除特定次數(例如7次)以下之高次諧波而檢測出旋轉磁鐵(40)(第2旋轉磁鐵)之角度位置時，資料處理部(10)藉由消除超過特定次數(例如7次)之高次諧波之校正資料(例如電角度校正資料)，而校正磁阻元件(60)(第2磁阻元件)之檢測資料。由此，以磁阻元件(60)(第2磁阻元件)消除特定次數以下之高次諧波，且以資料處理部(10)消除超過特定次數之高次諧波。

Description

旋轉編碼器及旋轉編碼之角度校正方法
本發明係關於一種旋轉編碼器以及旋轉編碼器之角度校正方法，上述旋轉編碼器適用於校正由疊加於來自構成旋轉編碼器之一部分之感測器之檢測信號之基本波的高次諧波成分所致之角度誤差。
旋轉編碼器例如檢測出伺服馬達之馬達軸之旋轉位置，並作為檢測資料反饋給控制系統。而且，於控制系統中，將來自旋轉編碼器之檢測資料與控制指令值進行比較，輸出用於以使檢測資料接近控制值之方式控制之電壓指令。 作為此種旋轉編碼器，例如於專利文獻1中提出有如下之旋轉編碼器，其設有：第1磁鐵，其具有於周向上逐極磁化有N極與S極之磁化面；以及第2磁鐵，其配置於第1磁鐵之外側，且具有於周向上交替地磁化有複數個N極與S極之環狀之磁化面；且利用第1磁阻元件以及霍爾元件檢測第1磁鐵側之旋轉位置，利用第2磁阻元件檢測第2磁鐵側之旋轉位置。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本專利5666886號公報
[發明所欲解決之技術課題] 於上述之旋轉編碼器中，能夠根據利用第1磁阻元件以及霍爾元件檢測出之第1磁鐵側之旋轉位置之檢測資料、與利用第2磁阻元件檢測出之第2磁鐵側之旋轉位置之檢測資料，檢測分辨力高之旋轉位置。 然而，於此種旋轉編碼器中，自磁極數較多之第2磁鐵側之第2磁阻元件輸出具有固定之重複週期之正弦波信號。又，眾所周知該正弦波信號成為基本波成分(於磁鐵1極輸出1週期)與高次諧波成分疊加於基本波成分而成者。又，高次諧波如3次、5次、7次、11次、13次…般以質數之次數產生，且次數越小振幅越大。即，若高次諧波之振幅較大，則會給基本波造成畸變。又，該高次諧波以(次數＋1)週期之角度誤差之形式出現。 如此一來存在以下問題：於基於以疊加有高次諧波之正弦波信號檢測例如伺服馬達之馬達軸之旋轉位置的情形時，由於所檢測出之旋轉位置具有角度誤差，因此無法獲得精度較高之旋轉位置之檢測資料。 本發明係鑒於上述狀況而完成者，其目的在於提供旋轉編碼器以及旋轉編碼器之角度校正方法，上述旋轉編碼器藉由將疊加於來自構成旋轉編碼器之一部分之感測器之檢測信號之基本波的高次諧波消除，而可獲得精度較高之旋轉位置之檢測資料。 [解決課題之技術手段] 本發明之旋轉編碼器之特徵在於，其係具有旋轉磁鐵部者，該旋轉磁鐵部包括：第1旋轉磁鐵，其於周向上逐極磁化有N極與S極；及第2旋轉磁鐵，其於周向上交替地磁化有複數個N極與S極；該旋轉編碼器具有：第1磁阻元件，其檢測上述第1旋轉磁鐵之角度位置；第1霍爾元件，其與上述第1磁阻元件鄰近配置；第2霍爾元件，其配置於相對於上述第1霍爾元件於周向上偏移90°機械角之部位；資料處理部，其根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件、上述第2磁阻元件之檢測資料，藉由資料處理而求出上述旋轉磁鐵部之角度位置；且於上述第2磁阻元件設置高次諧波消除圖案，該高次諧波消除圖案消除特定次數以下之高次諧波，上述資料處理部藉由消除超過特定次數之高次諧波之校正資料，而對上述第2磁阻元件之檢測資料進行校正。 於該構成中，當第1磁阻元件檢測出第1旋轉磁鐵之角度位置，且第2磁阻元件藉由高次諧波消除圖案消除特定次數以下之高次諧波而檢測出第2旋轉磁鐵之角度位置時，資料處理部藉由消除超過特定次數之高次諧波之校正資料，而對第2磁阻元件之檢測資料進行校正。由此，以第2磁阻元件消除特定次數以下之高次諧波，且以資料處理部消除超過特定次數之高次諧波，因此可消除疊加於來自構成旋轉編碼器之一部分之感測器之檢測信號之基本波的高次諧波。 又，上述校正資料為電角度校正資料，該電角度校正資料係用於消除上述第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差，上述資料處理部具有：記憶體，其記憶上述電角度校正資料；電角度校正部，其使用上述電角度校正資料，對上述第2磁阻元件之檢測資料之角度誤差進行校正；以及角度位置決定部，其根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件之檢測資料、及已由上述電角度校正部校正之檢測資料，而決定上述旋轉磁鐵部之角度位置。 於該構成中，電角度校正部使用記憶於記憶體中之電角度校正資料，消除第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差，角度位置決定部根據第1磁阻元件、第1霍爾元件、第2霍爾元件之檢測資料、以及已由電角度校正部校正之檢測資料，而決定旋轉磁鐵部之角度位置，因此可消除第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，於上述電角度校正資料中，含有將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波予以消除之資料。 於該構成中，電角度校正部可藉由電角度校正資料而消除未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，於上述記憶體記憶有機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差，上述資料處理部具有機械角校正部，上述機械角校正部使用上述機械角校正資料，對上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。 於該構成中，由於機械角校正部使用記憶於記憶體中之機械角校正資料，對角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正，因此可消除因第1磁阻元件與第1旋轉磁鐵之中心偏移、或第2磁阻元件與第2旋轉磁鐵之中心偏移等機械性原因而產生之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，上述電角度校正資料具有將由超過上述特定次數之所有高次諧波引起之誤差取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料具有將由超過上述特定次數之所有高次諧波引起之誤差取平均之值，因此可縮小記憶體之記憶容量，並且可縮短電角度校正部之用於消除超過特定次數之高次諧波之校正處理之步驟。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，上述電角度校正資料包括將由未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之所有高次諧波引起的誤差取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料包括將由未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之所有高次諧波引起的誤差取平均之值，因此可消除未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，上述電角度校正資料具有於超過上述特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料具有於超過特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值，因此電角度校正部可消除超過特定次數之高次諧波之每一特定次數，且可進一步縮小第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，上述電角度校正資料包括將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之高次諧波之每一特定次數取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料包括將未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波的每一特定次數取平均之值，因此電角度校正部可於每一特定次數消除未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波，從而可進一步縮小第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之特徵在於，上述特定次數為7次。 於該構成中，第2磁阻元件可藉由高次諧波消除圖案而消除7次以下之高次諧波。 本發明之旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，其係具有旋轉磁鐵部之旋轉編碼器之角度校正方法，該旋轉磁鐵部包括：第1旋轉磁鐵，其於周向上逐極磁化有N極與S極；及第2旋轉磁鐵，其於周向上交替地磁化有複數個N極與S極；上述旋轉編碼器之角度校正方法具有以下步驟：藉由第1磁阻元件而檢測上述第1旋轉磁鐵之角度位置；藉由與上述第1磁阻元件鄰近配置之第1霍爾元件、配置於相對於上述第1霍爾元件於周向上偏移90°機械角之部位之第2霍爾元件及第2磁阻元件，檢測上述第2旋轉磁鐵之角度位置；以及藉由資料處理部，根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件及上述第2磁阻元件之檢測資料，藉由資料處理求出上述旋轉磁鐵部之角度位置；於上述第2磁阻元件設有高次諧波消除圖案，上述高次諧波消除圖案係消除特定次數以下之高次諧波，上述資料處理部藉由消除超過特定次數之高次諧波之校正資料，而對上述第2磁阻元件之檢測資料進行校正。 於該構成中，當第1磁阻元件檢測出第1旋轉磁鐵之角度位置，且第2磁阻元件藉由高次諧波消除圖案消除特定次數以下之高次諧波而檢測出第2旋轉磁鐵之角度位置時，資料處理部藉由消除超過特定次數之高次諧波之校正資料，而對第2磁阻元件之檢測資料進行校正。由此，以第2磁阻元件消除特定次數以下之高次諧波，且以資料處理部消除超過特定次數之高次諧波，因此可消除疊加於來自構成旋轉編碼器之一部分之感測器之檢測信號之基本波的高次諧波。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，上述校正資料為電角度校正資料，上述電角度校正資料係用於消除上述第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差，上述旋轉編碼器之角度校正方法具有以下步驟：藉由電角度校正部，使用記憶於記憶體中之上述電角度校正資料，對上述第2磁阻元件之檢測資料之角度誤差進行校正；以及藉由角度位置決定部，根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件之檢測資料、及已由上述電角度校正部校正之檢測資料，而決定上述旋轉磁鐵部之角度位置。 於該構成中，電角度校正部使用記憶於記憶體中之電角度校正資料而消除第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差，且角度位置決定部根據第1磁阻元件、第1霍爾元件、第2霍爾元件之檢測資料、與已由電角度校正部校正之檢測資料，而決定旋轉磁鐵部之角度位置，因此可消除第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，於上述電角度校正資料中，含有將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波予以消除之資料。 於該構成中，電角度校正部可藉由電角度校正資料，消除未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，於上述記憶體中，記憶用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差的機械角校正資料，且具有以下步驟，即，藉由機械角校正部使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。 於該構成中，機械角校正部使用記憶於記憶體中之機械角校正資料，對已由角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正，因此可消除因第1磁阻元件與第1旋轉磁鐵之中心偏移、或第2磁阻元件與第2旋轉磁鐵之中心偏移等機械原因而產生之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，上述電角度校正資料具有將由超過上述特定次數之所有高次諧波引起之誤差取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料具有將由超過特定次數之所有高次諧波引起之誤差取平均之值，因此可縮小記憶體之記憶容量，並且可縮短電角度校正部之用於消除超過特定次數之校正處理之步驟。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，上述電角度校正資料包括將由未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之所有高次諧波引起的誤差取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料包括將由未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之所有高次諧波引起之誤差取平均之值，因此可消除未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，上述電角度校正資料具有將超過上述特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料具有於超過特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值，因此電角度校正部可於每一特定次數消除超過特定次數之高次諧波，從而可進一步縮小第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差。 上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，上述電角度校正資料包括將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之高次諧波的每一特定次數取平均之值。 於該構成中，由於電角度校正資料包括有於未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波之每一特定次數取平均之值，因此電角度校正部可於每一特定次數消除未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波，從而可進一步縮小第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，上述旋轉編碼器之角度校正方法之特徵在於，上述特定次數為7次。 於該構成中，第2磁阻元件可藉由高次諧波消除圖案消除7次以下之高次諧波。 [發明之效果] 根據本發明之旋轉編碼器以及旋轉編碼器之角度校正方法，由於利用第2磁阻元件消除特定次數以下之高次諧波，且利用資料處理部藉由校正資料消除超過特定次數之高次諧波，因此可將疊加於來自構成旋轉編碼器之一部分之感測器之檢測信號之基本波的高次諧波消除，從而可得到精度較高之旋轉位置之檢測資料。
以下，參照圖1至圖6對本發明之旋轉編碼器之一實施方式進行說明。 首先，藉由圖1對旋轉編碼器之一構成例進行說明。旋轉編碼器100具備資料處理部10、旋轉磁鐵部20、磁阻元件50、霍爾元件51、52、磁阻元件60、放大器70-72以及A/D（analog to digital，類比數位）轉換部73-75。再者，本實施方式中之旋轉編碼器100之特徵點在於，例如對由疊加於來自磁阻元件60之檢測信號之基本波之高次諧波成分所致的角度誤差進行校正，詳細隨後說明。又，各部分之詳細構成按順序說明。又，後述之旋轉磁鐵30上之磁阻元件50、霍爾元件51、52與旋轉磁鐵40上之磁阻元件60被安裝於未圖示之固定板上之基板。又，後述之磁阻元件50、霍爾元件51、52、磁阻元件60為隨著後述之旋轉磁鐵部20之旋轉而輸出檢測信號之感測器。 資料處理部10具有角度運算部11、12、記憶體13、電角度校正部14、角度位置決定部15以及機械角校正部16。 角度運算部11對來自磁阻元件50以及霍爾元件51、52之A/D轉換後之檢測資料進行運算處理而求出角度位置。又，角度運算部11輸出所求出之角度位置作為角度位置資料。角度運算部12對來自磁阻元件60之A/D轉換後之檢測資料進行運算處理而求出角度位置。又，角度運算部12輸出所求出之角度位置作為角度位置資料。再者，關於角度運算部11、12求出角度位置之方法將於下文進行敍述。 於記憶體13中記憶有電角度校正資料與機械角校正資料。於此，電角度校正資料為對後述之旋轉磁鐵部20之磁極數較多之旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性的角度誤差進行校正之資料。該週期性之角度誤差藉由疊加於後述之磁阻元件60之檢測信號(sin、cos)之高次諧波而產生。又，高次諧波為具有基本波(於磁鐵之一極之1週期之輸出)之整數倍之頻率之波，如3次、5次、7次、11次、13次…般，以質數之次數產生。 於本實施方式中，如後述般，於磁阻元件60設有高次諧波消除圖案61，上述高次諧波消除圖案61例如消除7次以下之高次諧波。因此，電角度校正資料成為消除超過7次之高次諧波之誤差校正資料。又，電角度校正資料為消除旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性之角度誤差之誤差校正之資料。於此，電角度校正資料既可為具有用於消除角度誤差而將由超過7次之所有高次諧波引起之誤差取平均的值之資料，亦可作為於超過7次之高次諧波之每一特定次數取平均之值。又，於電角度校正資料中亦可包含能將未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之例如7次以下之高次諧波消除之誤差校正資料。於此種情形時，可消除未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之例如7次以下之高次諧波。 於將電角度校正資料設為具有用於消除角度誤差而將由超過7次之所有高次諧波引起之誤差取平均的值者之情形時，可縮小記憶體13之記憶容量，並且可縮短利用電角度校正部14之校正處理之步驟。另一方面，於將電角度校正資料設為具有用於消除角度誤差而於由超過7次之高次諧波之每一特定次數取平均之值者之情形時，記憶體13之記憶容量增加，且利用電角度校正部14之校正處理之步驟亦增加，但由於可藉由電角度校正部14於每一特定次數進行校正處理，因此可進一步縮小旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，機械角校正資料為誤差校正資料，上述誤差校正資料用於消除由機械性原因所致之角度誤差。再者，機械性原因所致之角度誤差藉由磁化之不均勻、或組裝之位置偏移等而產生。再者，作為組裝之位置偏移，代表性的是磁阻元件50與旋轉磁鐵30之中心偏移、或磁阻元件60與旋轉磁鐵40之中心偏移等。又，此種角度誤差隨著旋轉磁鐵40之旋轉而週期性地產生。即，此種角度誤差於規定之角度位置產生。 再者，上述之電角度校正資料以及機械角校正資料為以未圖示之主編碼器為基準獲得之誤差校正資料。又，該等誤差校正資料為預先藉由未圖示之測量裝置以主編碼器為基準進行測量而得者。又，旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性之角度誤差的平均而得之誤差校正值作為電角度校正資料記憶於記憶體13，用於消除由機械性原因引起之角度誤差之誤差校正值作為機械角校正資料記憶於記憶體13。 又，於藉由測量裝置獲得電角度校正資料以及機械角校正資料之情形時可使用如下方法等，即，將旋轉磁鐵部20相對於主編碼器旋轉1周之量之誤差進行傅里葉變換，計算出固有誤差量。如此，由於可於各個旋轉磁鐵部20之每一者獲得電角度校正資料以及機械角校正資料，因此可決定適於各個旋轉磁鐵部20之每一者之誤差校正資料。又，亦可藉由測量裝置以主編碼器為基準測量未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之例如7次以下之高次諧波，且將該測量結果作為誤差校正資料包含於電角度校正資料中。 電角度校正部14對已由角度運算部12求出之角度位置資料，利用記憶於記憶體13中之電角度校正資料消除旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性的角度誤差。角度位置決定部15根據來自角度運算部11之角度位置資料與來自電角度校正部14之校正後之角度位置資料，而決定旋轉磁鐵部20之角度位置。機械角校正部16利用記憶於記憶體13之機械角校正資料，對已由角度位置決定部15決定之角度位置資料進行校正。由此，可消除藉由磁阻元件50與旋轉磁鐵30之中心偏移、或磁阻元件60與旋轉磁鐵40之中心偏移等之機械性原因而產生之角度誤差。 旋轉磁鐵部20具有旋轉磁鐵30、40。該等旋轉磁鐵30、40例如被安裝於與未圖示之伺服馬達之馬達軸連結之旋轉體，與馬達軸之旋轉同步以旋轉軸線L為中心旋轉。 旋轉磁鐵30具有於周向上逐極磁化有N極與S極之磁化面31、32。該等磁化面31、32朝向配置於旋轉磁鐵30上之磁阻元件50以及霍爾元件51、52。 另一方面，旋轉磁鐵40具有環狀之磁化面41，上述磁化面41於周向上交替地磁化有複數個N極與S極。又，環狀之磁化面41於徑向上排列有複數個。於本實施方式中，於徑向上形成兩行。於該兩行之間，N極及S極之位置於周向上錯開。即，於兩行之間，N極及S極於周向上錯開一極。又，N極與S極之對數為任意個，但於本實施方式中例如設為128個。且，環狀之磁化面41朝向配置於旋轉磁鐵40上之磁阻元件60。 旋轉磁鐵30上之磁阻元件50具有A相(SIN)圖案與B相(COS)圖案，上述A相(SIN)圖案與B相(COS)圖案相對於旋轉磁鐵30之相位相互具有90°之相位差。A相(SIN)圖案具有+a相(SIN+)之磁阻圖案50c以及-a相(SIN-)之磁阻圖案50a，上述+a相(SIN+)之磁阻圖案50c以及-a相(SIN-)之磁阻圖案50a具有180°之相位差，且進行旋轉磁鐵30之移動檢測。B相(COS)圖案具有+b相(COS+)之磁阻圖案50d以及-b相(COS-)之磁阻圖案50b，上述+b相(COS+)之磁阻圖案50d及-b相(COS-)之磁阻圖案50b具有180°相位差，且進行旋轉磁鐵30之移動檢測。於此，磁阻圖案50a～50c構成橋接電路。霍爾元件51、52於以旋轉軸線L為中心之旋轉方向上錯開90°(機械角)配置。 旋轉磁鐵40上之磁阻元件60具有A相(SIN)圖案與B相(COS)圖案，上述A相(SIN)圖案與B相(COS)圖案相對於旋轉磁鐵40之相位相互具有90°之相位差。A相(SIN)圖案具有+a相(SIN+)之磁阻圖案60d以及-a相(SIN-)之磁阻圖案60b，上述+a相(SIN+)之磁阻圖案60d以及-a相(SIN-)之磁阻圖案60b具有180°相位差，且進行旋轉磁鐵40之移動檢測。B相(COS)圖案具有+b相(COS+)之磁阻圖案60c以及-b相(COS-)之磁阻圖案60a，上述+b相(COS+)之磁阻圖案60c及-b相(COS-)之磁阻圖案60a具有180°相位差，且進行旋轉磁鐵40之移動檢測。於此，磁阻圖案60a～60d構成橋接電路。 又，磁阻元件60具有消除高次諧波之高次諧波消除圖案61。於此，自磁極數較多之旋轉磁鐵40上之磁阻元件60輸出具有固定重複週期之正弦波信號。該正弦波信號如上述般成為基本波成分(於磁鐵之一極1週期之輸出)與高次諧波成分疊加於基本波成分而成者。又，高次諧波按3次、5次、7次、11次、13次…以質數次數產生，次數越小則振幅越大。又，該高次諧波以(次數+1)週期之角度誤差之形式出現。 因此，藉由於磁阻元件60設置可消除所有次數之高次諧波之高次諧波消除圖案61，而於理論上可去除角度誤差。但是，可消除所有次數之高次諧波之高次諧波消除圖案61之圖案重複較多，尺寸變大。又，磁阻元件60因旋轉磁鐵40之磁極間之間距等之平衡等而於大小有限制。由此，於本實施方式中，於磁阻元件60設置例如可消除7次以下之高次諧波之高次諧波消除圖案61。再者，高次諧波消除圖案61並不限定於7次以下。例如，既可為11次以下，亦可為6次以下。 放大器70設置於旋轉磁鐵30上之霍爾元件51、52之輸出側，將霍爾元件51、52之檢測信號放大。放大器71設置於旋轉磁鐵30上之磁阻元件50之輸出側，將磁阻元件50之檢測信號放大。放大器72設置於旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之輸出側，將磁阻元件60之檢測信號放大。 AC/DC轉換部73設置於放大器70之輸出側，將藉由放大器70放大之檢測信號轉換為檢測資料。AC/DC轉換部74設置於放大器71之輸出側，將藉由放大器71放大之檢測信號轉換為檢測資料。AC/DC轉換部75設置於放大器72之輸出側，將藉由放大器72放大之檢測信號轉換為檢測資料。 接下來，參照圖2以及圖3對不包括高次諧波之情形之旋轉磁鐵部20之角度位置之檢測之基本原理進行說明。再者，圖2(a)表示旋轉磁鐵30上之磁阻元件50以及霍爾元件51、52之檢測信號之波形，圖2(b)表示旋轉磁鐵部20之角度位置(電角度)。又，圖3表示旋轉磁鐵部20之角度位置之決定方法。又，圖3(a)以1週期量表示根據旋轉磁鐵30上之磁阻元件50之檢測信號(sin、cos)求出之角度位置θ。又，圖3(b)以1週期量表示根據旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之檢測信號(sin、cos)求出之角度位置θ。又，圖3(c)表示將圖3(a)所示之絕對角度資料與圖3(b)所示之增量角度資料進行組合之情形。 首先，當旋轉磁鐵30及旋轉磁鐵40旋轉時，旋轉磁鐵30上之磁阻元件50以及霍爾元件51、52之檢測信號被放大器70、71放大，且被A/D轉換部73、74轉換為檢測資料提供給資料處理部10。又，旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之檢測信號被放大器72放大，且被A/D轉換部75轉換為檢測資料提供給資料處理部10。資料處理部10根據磁阻元件50及霍爾元件51、52之檢測資料與磁阻元件60之檢測資料，求出旋轉磁鐵部20之絕對角度位置。再者，旋轉磁鐵部20之絕對角度位置係相對於任意之基準位置者。又，任意之基準位置例如亦可設為相對於安裝旋轉磁鐵30上之磁阻元件50、霍爾元件51及霍爾元件52與旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之未圖示之固定板之位置。 於此，當旋轉磁鐵30旋轉1周時，旋轉磁鐵30之磁化面31、32之磁通如圖2(a)之(イ)般變化。又，當旋轉磁鐵30旋轉1周時，藉由磁阻元件50之相互具有90°相位差之A相(SIN)圖案與B相(COS)圖案，而如圖2(a)之(ロ)般輸出2週期量之正弦波信號sin、cos。又，如圖2(b)所示，資料處理部10藉由根據正弦波信號sin、cos求出θ=tan-1 (sin/cos)，而獲得旋轉磁鐵部20之角度位置θ。再者，角度運算部11進行該運算處理。 又，旋轉磁鐵30上之霍爾元件51、52自旋轉磁鐵30之中心觀察配置於偏移90°之位置。因此，當旋轉磁鐵30旋轉1周時 ，霍爾元件51、52之輸出以(H,L)→(H,H)→(L,H)→(L,L)變化。即，藉由確認霍爾元件51、52之輸出為4個中之哪一個，而得知位於0°～360°中之哪一區間。又，藉由監測霍爾元件51、52各自之輸出狀態，即使如圖2般磁阻元件50之sin輸出與cos輸出之組合為2個，亦可判別出角度位置。由此，根據磁阻元件50之輸出與霍爾元件51、52之輸出，可得知旋轉磁鐵30之旋轉位置與角度位置θ。 又，自旋轉磁鐵40上之磁阻元件60輸出相當於環狀之磁化面41之N極與S極之對數的正弦波信號sin、cos。於此種情形時，關於自磁阻元件60輸出之正弦波信號sin、cos，若亦如圖2(b)所示般求出θ=tan-1 (sin/cos)，則可得知旋轉磁鐵40之角度位置θ。再者，角度運算部12進行該運算處理。 於此，基於旋轉磁鐵30上之磁阻元件50及霍爾元件51、52之A/D轉換後之檢測資料的旋轉1周為1週期之絕對角度資料如圖3(a)所示般變化。又，基於來自旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之A/D轉換後之檢測資料的旋轉1周為N週期之增量角度資料如圖3(b)所示般變化。由此，藉由組合圖3(a)所示之絕對角度資料與圖3(b)所示之增量角度資料，可得到圖3(c)所示之絕對角度資料。即，圖3(c)為藉由利用旋轉磁鐵40之128極量之角度資料補充圖3(a)所示之絕對角度資料而得到之絕對角度資料。 接下來，參照圖4以及圖5，對旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性之角度誤差、與利用電角度校正部14校正後之角度誤差進行說明。 首先，圖4(a)為重疊表示旋轉磁鐵40之N極與S極之對數即128極量之圖。又，圖4(a)表示由特定次數(例如11次)之高次諧波所致之校正前之角度誤差。又，橫軸表示旋轉1周之角度，縱軸表示例如將分辨力設為20位時之角度誤差之位準。 自圖4(a)可知，若特定次數(例如11次)之高次諧波疊加於基本波(於磁鐵之一極1週期之輸出)，則產生最大位準為20、-22之重複之角度誤差。 圖4(b)與圖4(a)相同，為重疊表示旋轉磁鐵40之N極與S極之對數即128極量之圖。又，圖4(b)表示基於將特定次數(例如11次)之高次諧波平均而得之電角度校正資料，消除特定次數(例如11次)之高次諧波時之校正後之角度誤差。自圖4(b)可知，產生最大位準為20、-15之角度誤差。但是，自圖4(b)可知，最大位準為20、-22之重複之角度誤差被消除。 又，圖5表示校正圖4(b)之128極量中之4極量後之角度誤差。自圖5可知，由於校正11次之高次諧波，因此旋轉1周為12週期之角度誤差量降低。 接下來，參照圖6對旋轉磁鐵部20之角度校正方法進行說明。再者，下述中，對來自旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之檢測信號被高次諧波消除圖案61消除7次以下之高次諧波之情形進行說明。 (步驟S101) 首先，當旋轉磁鐵部20旋轉時，放大器70-72將檢測信號放大。即，放大器70、71將旋轉磁鐵30上之磁阻元件50以及霍爾元件51、52之檢測信號放大。又，放大器72將旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之檢測信號放大。 (步驟S102) 對檢測信號進行A/D轉換。即，A/D轉換部73對旋轉磁鐵30上之霍爾元件51、52之檢測信號進行A/D轉換。又， A/D轉換部74對旋轉磁鐵30上之磁阻元件50之檢測信號進行A/D轉換。又，A/D轉換部75對旋轉磁鐵40上之磁阻元件60之檢測信號進行A/D轉換。 (步驟S103) 求出角度位置。即，角度運算部11對來自A/D轉換部73、74之A/D轉換後之檢測資料進行θ=tan-1 (sin/cos)之運算處理而求出角度位置。又，角度運算部12對來自A/D轉換部75之A/D轉換後之檢測資料進行θ=tan-1 (sin/cos)之運算處理而求出角度位置。再者，於來自A/D轉換部75之A/D轉換後之檢測資料中，由於7次以下之高次諧波被高次諧波消除圖案61消除，因此包含超過7次之高次諧波之資料。 (步驟S104) 校正電角度。即，電角度校正部14根據記憶於記憶體13中之電角度校正資料，而消除角度運算部12求出之角度位置資料中所包含之高次諧波。於此，電角度校正資料如上述般，為例如將由超過7次之所有高次諧波引起之誤差取平均之值。又，該電角度校正資料為消除旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性之角度誤差之值。由此，電角度校正部14根據電角度校正資料對角度運算部12求出之角度位置資料進行校正，藉此旋轉磁鐵40之各極共通具有之週期性之角度誤差被校正。再者，電角度校正部14當於電角度校正資料中包含有可將未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之例如7次以下之高次諧波消除的誤差校正資料之情形時，與超過7次之高次諧波同時消除未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之例如7次以下之高次諧波。 (步驟S105) 決定角度位置。即，角度位置決定部15根據來自角度運算部11之角度位置資料、與來自電角度校正部14之校正後之角度位置資料，而決定旋轉磁鐵部20之角度位置。 (步驟S106) 校正機械角。即，機械角校正部16基於記憶於記憶體13中之機械角校正資料，對已由角度位置決定部15決定之角度位置資料消除機械角成分。於此，機械角校正資料為消除因磁阻元件50與旋轉磁鐵30之中心偏移、或磁阻元件60與旋轉磁鐵40之中心偏移等機械性原因而產生之角度誤差之值。再者，旋轉磁鐵40之任一極個別具有之角度誤差係隨著旋轉磁鐵40之旋轉而週期性地產生。又，此種角度誤差於已規定之角度位置產生。由此，機械角校正部16藉由校正角度位置決定部15所決定之角度位置資料，而校正隨著旋轉磁鐵40之旋轉而週期性地產生之角度誤差。 如此，於本實施方式中，當磁阻元件50(第1磁阻元件)檢測出旋轉磁鐵30(第1旋轉磁鐵)之角度位置，磁阻元件60(第2磁阻元件)藉由高次諧波消除圖案61消除特定次數(例如7次)以下之高次諧波而檢測出旋轉磁鐵40(第2旋轉磁鐵)之角度位置時，資料處理部10藉由消除超過特定次數(例如7次)之高次諧波之校正資料(例如電角度校正資料)，而對磁阻元件60(第2磁阻元件)之檢測資料進行校正。由此，特定次數(例如7次)以下之高次諧波被磁阻元件60(第2磁阻元件)消除，超過特定次數之(例如7次)之高次諧波被資料處理部10消除，因此可將疊加於來自構成旋轉編碼器100之一部分之感測器(磁阻元件60)之檢測信號之基本波的高次諧波消除，從而可得到精度較高之旋轉位置之檢測資料。 又，由於電角度校正部14利用記憶於記憶體13中之電角度校正資料消除旋轉磁鐵40(第2旋轉磁鐵)之各極共通具有之週期性之角度誤差，角度位置決定部15根據磁阻元件50(第1磁阻元件)、霍爾元件51(第1霍爾元件)、霍爾元件52(第2霍爾元件)之檢測資料、與電角度校正部14已校正之檢測資料，而決定旋轉磁鐵部20之角度位置，因此可消除旋轉磁鐵40(第2旋轉磁鐵)之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，於電角度校正資料包括消除未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之特定次數以下之高次諧波之資料之情形時，電角度校正部14可消除未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之特定次數以下之高次諧波。 又，由於機械角校正部16利用記憶於記憶體13中之機械角校正資料，對已由角度位置決定部15決定之角度位置資料進行校正，因此可消除因磁阻元件50(第1磁阻元件)與旋轉磁鐵30(第1旋轉磁鐵)之中心偏移、或磁阻元件60(第2磁阻元件)與旋轉磁鐵40(第2旋轉磁鐵)之中心偏移等機械性原因而產生之角度誤差。 又，由於電角度校正資料具有將由超過特定次數之所有高次諧波引起之誤差進行平均之值，因此可縮小記憶體13之記憶容量，並且可縮短電角度校正部14之用於消除超過特定次數之高次諧波之校正處理之步驟。 又，於電角度校正資料包括將由未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之特定次數以下之所有高次諧波引起的誤差取平均之值之情形時，可消除未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之特定次數以下之高次諧波。 又，於電角度校正資料具有將於超過特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值之情形時，電角度校正部14可於每一特定次數消除超過特定次數之高次諧波，從而可進一步縮小旋轉磁鐵40(第2旋轉磁鐵)之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，於電角度校正資料包括將於未被高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波之每一特定次數取平均之值之情形時，電角度校正部14可於每一特定次數消除未被高次諧波消除圖案61消除而殘留之特定次數以下之高次諧波，從而可進一步縮小旋轉磁鐵40(第2旋轉磁鐵)之各極共通具有之週期性之角度誤差。 又，藉由將磁阻元件60(第2磁阻元件)之高次諧波消除圖案61之次數設為7次以下，磁阻元件60(第2磁阻元件)可藉由高次諧波消除圖案61而消除7次以下之高次諧波。
10‧‧‧資料處理部
11、12‧‧‧角度運算部
13‧‧‧記憶體
14‧‧‧電角度校正部
15‧‧‧角度位置決定部
16‧‧‧機械角校正部
20‧‧‧旋轉磁鐵部
30、40‧‧‧旋轉磁鐵
31、32、41‧‧‧磁化面
50、60‧‧‧磁阻元件
50a～50d、60a～60d‧‧‧磁阻圖案
51、52‧‧‧霍爾元件
61‧‧‧高次諧波消除圖案
70～72‧‧‧放大器
73～75‧‧‧A/D轉換部
100‧‧‧旋轉編碼器
L‧‧‧旋轉軸線
N‧‧‧極
S‧‧‧極
S101～S106‧‧‧步驟
圖1為表示本發明之旋轉編碼器之一實施方式之圖。 圖2為對圖1之旋轉磁鐵部之於不包括高次諧波之情形之角度位置之檢測之基本原理進行說明之圖，圖2(a)為表示磁阻元件以及霍爾元件之檢測信號之波形之圖，圖2(b)為表示旋轉磁鐵部之角度位置(電角度)之圖。 圖3為表示圖1之旋轉磁鐵部之角度位置之決定方法之圖，又圖3(a)為以1週期表示根據旋轉磁鐵上之磁阻元件之檢測信號(sin、cos)求出之角度位置θ之圖，圖3(b)為以1週期表示根據旋轉磁鐵上之磁阻元件之檢測信號(sin、cos)求出之角度位置θ之圖，圖3(c)為表示組合圖3(a)所示之絕對角度資料與圖3(b)所示之增量式角度資料之情形之圖。 圖4為表示圖1之具有複數個磁化面之旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差等之圖，圖4(a)重疊表示圖1之旋轉磁鐵之N極與S極之對數即128極量之校正前之角度誤差，圖4(b)為重疊表示圖1之旋轉磁鐵之N極與S極之對數即128極量之校正後之角度誤差之圖。 圖5為表示圖4(b)中之128極量中之4極量之校正後之角度誤差之圖。 圖6為用於對圖1之旋轉磁鐵部之角度校正方法進行說明之流程圖。
10‧‧‧資料處理部
11、12‧‧‧角度運算部
13‧‧‧記憶體
14‧‧‧電角度校正部
15‧‧‧角度位置決定部
16‧‧‧機械角校正部
20‧‧‧旋轉磁鐵部
30、40‧‧‧旋轉磁鐵
31、32、41‧‧‧磁化面
50、60‧‧‧磁阻元件
50a~50d、60a~60d‧‧‧磁阻圖案
51、52‧‧‧霍爾元件
61‧‧‧高次諧波消除圖案
70~72‧‧‧放大器
73~75‧‧‧A/D轉換部
100‧‧‧旋轉編碼器
L‧‧‧旋轉軸線
N‧‧‧極
S‧‧‧極

Claims (26)

  1. 一種旋轉編碼器，其特徵在於：其係具有旋轉磁鐵部者，上述旋轉磁鐵部包括：第1旋轉磁鐵，其於周向上逐極磁化有N極與S極；及第2旋轉磁鐵，其於周向上交替地磁化有複數個N極與S極；且上述旋轉編碼器具備： 第1磁阻元件，其檢測上述第1旋轉磁鐵之角度位置； 第1霍爾元件，其與上述第1磁阻元件鄰近配置； 第2霍爾元件，其配置於相對於上述第1霍爾元件於周向上偏移90°機械角之部位； 第2磁阻元件，其檢測上述第2旋轉磁鐵之角度位置；以及 資料處理部，其根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件、上述第2磁阻元件之檢測資料，藉由資料處理而求出上述旋轉磁鐵部之角度位置； 於上述第2磁阻元件設置將特定次數以下之高次諧波消除之高次諧波消除圖案， 上述資料處理部藉由消除超過特定次數之高次諧波之校正資料，而對上述第2磁阻元件之檢測資料進行校正。
  2. 如請求項1之旋轉編碼器，其中上述校正資料為電角度校正資料，上述電角度校正資料係用於消除上述第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差， 上述資料處理部具有： 記憶體，其記憶上述電角度校正資料； 電角度校正部，其使用上述電角度校正資料，對上述第2磁阻元件之檢測資料之角度誤差進行校正；以及 角度位置決定部，其根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件及上述第2霍爾元件之檢測資料、與已由上述電角度校正部校正之檢測資料，而決定上述旋轉磁鐵部之角度位置。
  3. 如請求項2之旋轉編碼器，其中於上述電角度校正資料中，含有將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波予以消除之資料。
  4. 如請求項2或3之旋轉編碼器，其中於上述記憶體中記憶機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差， 上述資料處理部具有機械角校正部，上述機械角校正部使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。
  5. 如請求項4之旋轉編碼器，其中上述特定次數為7次。
  6. 如請求項2之旋轉編碼器，其中上述電角度校正資料具有將由超過上述特定次數之所有高次諧波引起之誤差取平均之值。
  7. 如請求項6之旋轉編碼器，其中上述電角度校正資料包括將由未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之所有高次諧波引起的誤差取平均之值。
  8. 如請求項6或7之旋轉編碼器，其中於上述記憶體中記憶機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差， 上述資料處理部具有機械角校正部，上述機械角校正部使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。
  9. 如請求項8之旋轉編碼器，其中上述特定次數為7次。
  10. 如請求項2之旋轉編碼器，其中上述電角度校正資料具有將超過上述特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值。
  11. 如請求項10之旋轉編碼器，其中上述電角度校正資料包括將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之高次諧波的每一特定次數取平均之值。
  12. 如請求項10或11之旋轉編碼器，其中於上述記憶體中記憶機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差， 上述資料處理部具有機械角校正部，上述機械角校正部使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。
  13. 如請求項12之旋轉編碼器，其中上述特定次數為7次。
  14. 一種旋轉編碼器之角度校正方法，其特徵在於：其係具有旋轉磁鐵部之旋轉編碼器之角度校正方法，上述旋轉磁鐵部包括：第1旋轉磁鐵，其於周向上逐極磁化有N極與S極；及第2旋轉磁鐵，其於周向上交替地磁化有複數個N極與S極；且上述旋轉編碼器之角度校正方法具有以下步驟： 藉由第1磁阻元件而檢測上述第1旋轉磁鐵之角度位置； 藉由第1霍爾元件、第2霍爾元件及第2磁阻元件而檢測上述第2旋轉磁鐵之角度位置， 上述第1霍爾元件與上述第1磁阻元件鄰近配置， 上述第2霍爾元件配置於相對於上述第1霍爾元件於周向上偏移90°機械角之部位；以及 藉由資料處理部，根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件及上述第2磁阻元件之檢測資料，以資料處理求出上述旋轉磁鐵部之角度位置； 於上述第2磁阻元件設有高次諧波消除圖案，上述高次諧波消除圖案係消除特定次數以下之高次諧波， 上述資料處理部藉由消除超過特定次數之高次諧波之校正資料，而對上述第2磁阻元件之檢測資料進行校正。
  15. 如請求項14之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述校正資料為電角度校正資料，上述電角度校正資料係用於消除上述第2旋轉磁鐵之各極共通具有之週期性之角度誤差， 上述旋轉編碼器之角度校正方法具有以下步驟： 藉由電角度校正部，使用記憶於記憶體中之上述電角度校正資料，對上述第2磁阻元件之檢測資料之角度誤差進行校正；以及 藉由角度位置決定部，根據上述第1磁阻元件、上述第1霍爾元件、上述第2霍爾元件之檢測資料、及已由上述電角度校正部校正之檢測資料，而決定上述旋轉磁鐵部之角度位置。
  16. 如請求項15之旋轉編碼器之角度校正方法，其中於上述電角度校正資料中，含有將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之特定次數以下之高次諧波予以消除之資料。
  17. 如請求項15或16之旋轉編碼器之角度校正方法，其中於上述記憶體中記憶機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差，且 具有以下步驟，即，藉由機械角校正部，使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。
  18. 如請求項17之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述特定次數為7次。
  19. 如請求項15之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述電角度校正資料具有將由超過上述特定次數之所有高次諧波引起之誤差取平均之值。
  20. 如請求項19之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述電角度校正資料包括將由未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之所有高次諧波引起的誤差取平均之值。
  21. 如請求項19或20之旋轉編碼器之角度校正方法，其中於上述記憶體中記憶機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差，且 具有如下步驟，即，藉由機械角校正部，使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。
  22. 如請求項21之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述特定次數為7次。
  23. 如請求項15之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述電角度校正資料具有將超過上述特定次數之高次諧波之每一特定次數取平均之值。
  24. 如請求項23之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述電角度校正資料包括將未被上述高次諧波消除圖案消除而殘留之上述特定次數以下之高次諧波的每一特定次數取平均之值。
  25. 如請求項23或24之旋轉編碼器之角度校正方法，其中於上述記憶體中記憶機械角校正資料，上述機械角校正資料係用於消除隨著上述第1旋轉磁鐵與上述第2旋轉磁鐵之旋轉而週期性地產生之角度誤差，且 具有如下步驟，即，藉由機械角校正部，使用上述機械角校正資料，對已由上述角度位置決定部決定之角度位置資料進行校正。
  26. 如請求項25之旋轉編碼器之角度校正方法，其中上述特定次數為7次。
TW106105540A 2016-03-10 2017-02-20 旋轉編碼器及旋轉編碼之角度校正方法 TW201802436A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP??2016-046837 2016-03-10
JP2016046837A JP6656958B2 (ja) 2016-03-10 2016-03-10 ロータリエンコーダ及びロータリエンコーダの角度補正方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201802436A true TW201802436A (zh) 2018-01-16

Family

ID=59830525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106105540A TW201802436A (zh) 2016-03-10 2017-02-20 旋轉編碼器及旋轉編碼之角度校正方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6656958B2 (zh)
KR (1) KR102195533B1 (zh)
CN (1) CN107179095B (zh)
TW (1) TW201802436A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI683990B (zh) * 2018-04-19 2020-02-01 日商日本電產三協股份有限公司 編碼器
TWI688750B (zh) * 2018-04-19 2020-03-21 日商日本電產三協股份有限公司 編碼器
TWI817381B (zh) * 2022-03-10 2023-10-01 台達電子工業股份有限公司 馬達檢測方法與馬達檢測裝置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2552385B (en) * 2016-07-22 2021-09-15 Cmr Surgical Ltd Calibrating position sensor readings
CN109781150B (zh) * 2019-01-09 2021-04-09 福建睿能科技股份有限公司 一种磁编码器的控制方法、磁编码器及针织机器
CN113758513B (zh) * 2020-06-04 2022-11-04 杭州海康威视数字技术股份有限公司 设备中磁性编码器精度检测方法及电子设备
CN112113585B (zh) * 2020-07-24 2022-10-21 哈尔滨工业大学 编码器及编码器绝对角度的检测方法
CN112904261B (zh) * 2021-01-11 2024-03-19 深圳麦歌恩科技有限公司 谐波校准系统及方法、误差谐波分量系数计算系统及方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4897603A (en) * 1988-02-29 1990-01-30 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement for determining the speed and rotor position of an electric machine
JP3629242B2 (ja) * 2001-02-05 2005-03-16 ペンタックス株式会社 磁気式エンコーダおよびその高調波誤差削減方法
TWI393867B (zh) * 2007-04-20 2013-04-21 Mitsubishi Electric Corp 磁性式旋轉角檢測器
US8368392B2 (en) * 2007-04-24 2013-02-05 Harmonic Drive Systems Inc. Magnetic encoder and method of detecting absolute rotational position
JP5258884B2 (ja) * 2008-06-20 2013-08-07 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 磁気エンコーダおよびアクチュエータ
JP5263024B2 (ja) * 2009-06-18 2013-08-14 株式会社日立製作所 回転角検出装置および回転速度検出装置
JP5666886B2 (ja) * 2010-11-22 2015-02-12 日本電産サンキョー株式会社 ロータリエンコーダ
EP2743648B1 (en) * 2011-08-12 2017-03-15 Hitachi Metals, Ltd. Encoder
EP3025125B1 (de) * 2013-07-23 2018-03-21 Balluff GmbH Verfahren zur dynamischen linearisierung von sensorsignalen eines magnetband-längenmesssystems
WO2015050109A1 (ja) * 2013-10-02 2015-04-09 株式会社ニコン エンコーダ用スケール、エンコーダ、駆動装置及びステージ装置
JP6382547B2 (ja) * 2014-03-28 2018-08-29 Dmg森精機株式会社 位置検出装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI683990B (zh) * 2018-04-19 2020-02-01 日商日本電產三協股份有限公司 編碼器
TWI688750B (zh) * 2018-04-19 2020-03-21 日商日本電產三協股份有限公司 編碼器
TWI817381B (zh) * 2022-03-10 2023-10-01 台達電子工業股份有限公司 馬達檢測方法與馬達檢測裝置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017161391A (ja) 2017-09-14
JP6656958B2 (ja) 2020-03-04
CN107179095A (zh) 2017-09-19
KR20170106209A (ko) 2017-09-20
CN107179095B (zh) 2019-09-03
KR102195533B1 (ko) 2020-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201802436A (zh) 旋轉編碼器及旋轉編碼之角度校正方法
JP5613839B2 (ja) 移動する物体の絶対的な位置特定のための方法及び装置
US10365125B2 (en) Rotary encoder
EP3385679B1 (en) Redundant fault detection device and method
KR101325905B1 (ko) 자기식 인코더 및 절대회전위치 검출방법
TWI468649B (zh) 位置檢測器
CN108426590B (zh) 旋转编码器
US10907994B2 (en) Sensor devices, systems and methods
CN108426587B (zh) 旋转编码器
JP4858837B2 (ja) 回転角度検出装置
TW201629436A (zh) 編碼器及旋轉角度位置算出方法
KR101885275B1 (ko) 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법, 엔코더의 출력 신호를 보정하는 방법 및 앱솔루트 엔코더
JP6877169B2 (ja) ロータリエンコーダ
JP6530797B2 (ja) 回転角度検出装置
JP4214466B2 (ja) 磁気式エンコーダ及びその回転角度算出方法
TW201944031A (zh) 編碼器
JP2020016439A (ja) 角度センサの補正装置および角度センサ
JP4224154B2 (ja) 自己校正型角度検出装置及び検出精度校正方法
JP6842943B2 (ja) ロータリエンコーダ
JP5193930B2 (ja) 微小角度検出センサ
JP5455761B2 (ja) 磁気式回転角検出器
JP2020153980A (ja) 回転部材の少なくとも１つの回転パラメータを決定するシステム
TW201944032A (zh) 編碼器
US11639860B2 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body using magnetic material
JP5877323B2 (ja) 光学式アブソリュートエンコーダ及び装置