TWI639816B - Electromagnetically induced position detector - Google Patents
Electromagnetically induced position detector Download PDFInfo
- Publication number
- TWI639816B TWI639816B TW106126689A TW106126689A TWI639816B TW I639816 B TWI639816 B TW I639816B TW 106126689 A TW106126689 A TW 106126689A TW 106126689 A TW106126689 A TW 106126689A TW I639816 B TWI639816 B TW I639816B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- detection
- signal
- gap
- excitation
- circuit
- Prior art date
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
- G01D5/20—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
- G01D5/2066—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 by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by movement of a single coil with respect to a single other coil
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本發明提供一種能夠根據間隙變動檢測內插誤差,從而修正檢測位置之電磁誘導式位置檢測器。 本發明之電磁誘導式位置檢測器具備:取樣電路19,其對由刻度線圈105所誘發之誘發信號之峰值進行取樣,並輸出取樣信號;控制電路20,其基於取樣信號算出同步檢波信號,根據同步檢波信號求出檢測位置,且根據檢測位置算出激勵振幅,並輸出至激勵電路106、107;間隙檢測用激勵電路11、12,其等對滑塊線圈103、104施加間隙檢測用激勵信號;檢測電路13,其求出取樣信號之平均,自各取樣信號之電壓中減去該平均並計算其絕對值之和,且自該絕對值之和中排除由上述檢測位置所致之變化;及修正電路14,其計算與排除由檢測位置所致之變化後之上述絕對值之和對應之修正量,對檢測位置加上該修正量而修正檢測位置。
Description
本發明係關於一種電磁誘導式位置檢測器。
作為電磁誘導式位置檢測器之感應同步器(inductosyn)方式之刻度尺被應用於機床、汽車、機器人等各種機械之位置檢測。感應同步器方式之刻度尺有線性刻度尺與旋轉式刻度尺。線性刻度尺係設置於機床之平台等移動體而檢測該移動體之直線性移動位置者,旋轉式刻度尺係設置於機床之旋轉平台等移動體(旋轉體)而檢測該移動體之旋轉位置(旋轉角度)者。 線性刻度尺及旋轉式刻度尺係利用以成為相互平行地相對之方式配置之線圈所產生之電磁誘導來檢測位置者。基於圖10之原理圖對該檢測原理進行說明。 圖10(a)係表示將線性刻度尺之滑塊與刻度尺以成為相互平行地相對之方式配置之狀態的立體圖,圖10(b)係將滑塊與刻度尺並排表示之模式圖,圖10(c)係表示滑塊與刻度尺之電磁耦合度之曲線圖。再者,旋轉式刻度尺之檢測原理亦與線性刻度尺相同,旋轉式刻度尺之定子與轉子分別對應於線性刻度尺之滑塊與刻度尺。 如圖10(a)(b)所示般,線性刻度尺之檢測部100具有作為一次側構件之滑塊101、及作為二次側構件之刻度尺102。 滑塊101為可動部,具有作為第1一次側線圈之第1滑塊線圈103、及作為第2一次側線圈之第2滑塊線圈104。刻度尺102為固定部,具有作為二次側線圈之刻度線圈105。 線圈103、104、105成為呈矩形波狀彎折而成之形狀。又,滑塊101係安裝於機床之平台等移動體,而與該移動體一併直線性地移動。刻度尺102固定於機床之底座等固定部。 如圖10(a)所示般,滑塊101(第1滑塊線圈103及第2滑塊線圈104)與刻度尺102(刻度線圈105)係於在其等之間保持有特定之間隙(圖中g)之狀態下,以成為相互平行地相對之方式配置。又,若對第1滑塊線圈103與第2滑塊線圈104之位置關係進行說明,則如圖10(a)(b)所示般,於滑塊101存在於第1滑塊線圈103之圖案與刻度線圈105之圖案一致之位置之情形時,第2滑塊線圈104之圖案成為相對於刻度線圈105之圖案(於刻度線圈105之延伸方向上)錯開1/4節距之位置。進而,如圖10(c)所示般,第1滑塊線圈103之(與刻度線圈105之)電磁耦合度成為cosX,第2滑塊線圈104之(與刻度線圈105之)電磁耦合度成為sinX(X:滑塊101與刻度尺102之相對位置(移動體之移動位置))。 圖11係對先前之電磁誘導式位置檢測器進行說明之方塊圖。如圖11所示般,先前之電磁誘導式位置檢測器除了具備上述檢測部100以外,還具備sin激勵電路106、cos激勵電路107、放大電路108、濾波電路109、取樣電路110、及控制電路111。 若分別藉由sin激勵電路106對第1滑塊線圈103施加激勵信號「I*sin(θ)*sin(ωt)」,藉由cos激勵電路107對第2滑塊線圈104施加激勵信號「-I*cos(θ)*sin(ωt)」,則由刻度尺102所誘發之信號(誘發信號V)成為: V=k*(I*sin(θ)*cosX-I*cos(θ)*sinX)*sin(ωt) =k*I*sin(θ-X)*sin(ωt) (*係指相乘)。 其中,設為I:位置檢測用激勵信號之電流之大小,ω:位置檢測用激勵信號之頻率,t:時間,θ:檢測位置。 又,k表示取決於間隙之信號傳輸強度之係數。間隙越寬,k變得越小,誘發信號V變得越小。 於放大電路108中,將傳輸信號以某一固定之倍率放大,且於濾波電路109中,通常藉由低通濾波器將高於位置檢測用激勵信號之頻率之雜訊成分截止。 取樣電路110對誘發信號V之峰值進行取樣,並輸出至控制電路111。 控制電路111基於在取樣電路110中取樣之取樣信號之電壓值(取樣電壓),以成為V=0之方式控制θ。其結果為sin(θ-X)=0,即,成為θ=X,能夠與係數k無關地檢測刻度尺102與滑塊101之相對位置X。 圖12係對誘發信號V之檢測進行說明之曲線圖。誘發信號V之檢測係於取樣電路110中對作為sin波之誘發信號V之峰值進行取樣,並於控制電路111中進行同步檢波。若將於某一時點之取樣電壓設為V(i),將下一取樣電壓設為V(i+1),則誘發信號V之同步檢波信號Vp成為「Vp=[V(i)+ (‑V(i+1))]/2」。此處,所謂同步檢波係以某個已決定之週期使取樣信號反轉而取得之資料,同步檢波信號Vp根據誘發信號V之相位而成為負值。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2014-153294號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-174521號公報
[發明所欲解決之問題] 於上述感應同步器方式之刻度尺中,一般而言,作為誤差而顯著地表現出者為線圈節距週期之誤差,將此稱為內插誤差。 內插誤差係由於信號之干擾、圖案寬度、或者圖案節距而產生,並產生與刻度線圈105之節距同步之成分之誤差(例如,刻度線圈105之1節距成分、或者刻度線圈105之1/2節距成分等)。 於上述中,位置檢測設為能夠與取決於間隙之信號傳輸強度之係數k無關地進行。其原因在於,設計成以成為0(θ=X)之方式控制包含係數k之誘發信號V。然而,關於內插誤差,誤差之大小根據間隙變動而變化。即,產生內插誤差之信號並非如誘發信號V般為預先設計之信號,因此,無法忽視由係數k之變化所帶來之影響。例如,於對間隙與內插誤差之關係進行說明之圖13之曲線圖中,誤差成分δa、δb主要根據間隙而變動。 於先前技術中,雖然提出有對內插誤差進行修正,但無法應對此種因間隙變動而引起之內插誤差之變化。 例如,於上述專利文獻1中,以固定速度、固定取樣間隔取得修正資料,並提取與刻度線圈固有之週期對應之內插誤差進行修正,但無法進行間隙之檢測,而無法應對根據間隙產生變化之內插誤差。 又,例如,於上述專利文獻2中,流通與檢測用信號為不同頻率之斷線檢測用信號,將誘發電壓與斷線位準相比較而進行異常偵測,但由於誘發電壓V根據檢測位置θ而變動,故而無法應對間隙檢測。 又,於上述專利文獻2中,雖將異常檢測用信號之頻率設為「ω*(n+0.5)」,但由於高於位置檢測用激勵信號頻率,且因低通濾波器之影響而使誘發電壓之強度發生變化,故而無法應對間隙檢測。 因此,於本發明中,其目的在於提供一種能夠根據間隙變動進行內插誤差之準確之檢測,從而準確地修正檢測位置之電磁誘導式位置檢測器。 [解決問題之技術手段] 解決上述問題之第1發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 具有具備一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、及對上述一次側線圈施加激勵信號之激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件係安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且成為相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號進行取樣,並輸出取樣信號; 控制電路,其基於上述取樣信號算出同步檢波信號,根據該同步檢波信號求出檢測位置,且根據該檢測位置算出激勵振幅,並輸出至上述激勵電路; 間隙檢測用激勵電路,其對上述一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號; 間隙檢測電路,其求出上述取樣信號之平均電壓,自各取樣信號之電壓中減去該平均電壓,並計算其絕對值之和,進而,自該絕對值之和中排除由上述檢測位置所致之變化;及 間隙修正電路,其計算與排除由上述檢測位置所致之變化後之上述絕對值之和對應之修正量,對上述檢測位置加上該修正量而修正檢測位置。 解決上述問題之第2發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件係安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且成為相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,並計算將由檢測位置θ所致之該絕對值之和Vabs之變化標準化後之Vθ,且基於該Vθ,進行自該絕對值之和Vabs中排除由上述檢測位置θ所致之變化後的Vgap之計算;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率; t表示時間。 解決上述問題之第3發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件係安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且成為相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,且基於預先備有之將由檢測位置θ所致之該絕對值之和Vabs之變化標準化後的Vθ之表,進行自該絕對值之和Vabs中排除由上述檢測位置θ所致之變化後的Vgap之計算;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率; t表示時間。 解決上述問題之第4發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件係安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且成為相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,並自該絕對值之和Vabs中取得上述檢測位置θ於特定位置之值,將該值設為Vgap;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率; t表示時間。 解決上述問題之第5發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件係安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且成為相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,並計算其絕對值之和Vabs,且將該絕對值之和Vabs之值設為Vgap;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率,ω'=ω/m,且為m=4以上之自然數; t表示時間。 解決上述問題之第6發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 於上述第2發明之電磁誘導式位置檢測器中, 於將m設為自然數,且將上述ω'設為ω'=ω/m之情形時, 上述間隙檢測電路根據 [數1]求出上述Vθ;且 根據Vgap=Vabs/Vθ,求出上述Vgap; 其中,分別為 abs表示絕對值; PIT表示上述二次側線圈之節距。 解決上述問題之第7發明之電磁誘導式位置檢測器之特徵在於: 於上述第2至6中任一發明之電磁誘導式位置檢測器中, 若將上述各誤差成分中之根據上述間隙之變動而變化之1個以上之成分總括地設為δx,將不變化之1個以上之成分總括地設為δy, 則上述間隙修正電路係 根據Δx=δx0*Vgap0/Vgap及Δy=δy0,分別求出上述修正成分振幅Δx及Δy;且 根據Hx=Δx*sin(2π*θ/PITx)及Hy=Δy*sin(2π*θ/PITy),分別求出上述修正量Hx及Hy; 其中,分別為: PITx表示上述各誤差成分中之上述δx之各週期節距; PITy表示上述各誤差成分中之上述δy之各週期節距。 [發明之效果] 根據本發明之電磁誘導式位置檢測器,能夠根據間隙變動進行內插誤差之準確之檢測,從而準確地修正檢測位置。
本發明之電磁誘導式位置檢測器除了具備先前之電磁誘導式位置檢測電路以外,還具備間隙檢測用sin激勵電路、間隙檢測用cos激勵電路、間隙檢測電路、及間隙修正電路,藉此,進行與間隙變動對應之準確之內插誤差之修正。以下,利用實施例並使用圖式對本發明之電磁誘導式位置檢測器進行說明。 [實施例1] 圖1係對本實施例之電磁誘導式位置檢測器進行說明之方塊圖。本實施例之電磁誘導式位置檢測器除了具備圖11所示之先前之電磁誘導式位置檢測器以外,還具備間隙檢測用sin激勵電路11、間隙檢測用cos激勵電路12、間隙檢測電路13、及間隙修正電路14。 間隙檢測用sin激勵電路11對第1滑塊線圈103施加「I'*sin(ω't)」作為間隙檢測用激勵信號,且間隙檢測用cos激勵電路12對第2滑塊線圈104施加「I'*cos(ω't)」作為間隙檢測用激勵信號(其中,設為I':間隙檢測用激勵信號之電流之大小,ω':間隙檢測用激勵信號之頻率)。 藉由所施加之間隙檢測用激勵信號而由刻度線圈105誘發之信號(誘發信號)成為如下述(1)式般。 k*I'*sin(ω't)*cosX+k*I'*cos(ω't)*sinX =k*I'*sin(ω't+X) …(1) 又,亦包含位置檢測用激勵信號之誘發信號V成為如下述(2)式般。 V=k*I*sin(θ-X)*sin(ωt)+k*I'*sin(ω't+X) …(2) 又,間隙檢測用激勵信號之頻率ω'由於排除濾波電路109之影響,故而低於位置檢測用激勵信號之頻率ω。尤其是設為ω'=ω/m(m為2以上之整數)。藉由如此,能夠於不另外追加濾波電路等電路之情況下進行位置檢測(關於該方面將於下文敍述)。 於取樣電路19中,對誘發信號V之峰值進行取樣,並作為取樣信號分別輸出至控制電路20(位置檢測用)及間隙檢測電路13(間隙檢測用)。即,自取樣電路19向控制電路20及間隙檢測電路13輸出同一取樣信號。藉此,能夠於不另外追加取樣電路之情況下利用與先前相同之取樣電路取得資料。 作為取樣信號,使用間隙檢測用激勵信號之1週期部分。例如,若m=2,則間隙檢測用激勵信號成為位置檢測用激勵信號之2倍之週期,而取得至少4個取樣信號,用作間隙檢測用激勵信號及位置檢測用激勵信號。 於間隙檢測電路13中,輸入於取樣電路19中取得之取樣信號,且自該信號提取包含間隙資訊之k*I'。詳細內容將於下述處理流程中進行說明,但作為基本動作,獲取取樣電壓之絕對值,計算將間隙檢測用激勵信號之1週期部分累計所得之Vabs,並轉換為考慮了因間隙所致之變動之資料Vgap而輸出。 圖2係表示取樣信號之取得影像之曲線圖。誘發信號V中包含藉由位置檢測用激勵信號而被刻度尺102誘發之信號(位置檢測用誘發信號)「k*I*sin(θ-X)*sin(ωt)」,但如圖2中以虛線所示般,位置檢測用誘發信號被控制為大致0,故而與以實線表示之藉由間隙檢測用誘發信號而被刻度尺102誘發之信號(間隙檢測用誘發信號)(m=2之情形)相比較足夠小,可忽視。因此,Vabs可認為係將對間隙檢測用誘發信號「k*I'*sin(ω't+X)」進行取樣並獲取該取樣電壓之絕對值者累計1週期部分所得者。 進而,若位置X發生變化,則間隙檢測用誘發信號「k*I'*sin(ω't+X)」之相位將發生變化,因此,取樣之相位亦發生變化。因此,例如於m=2之情形時,如圖5所示般,Vabs亦根據檢測位置而產生變動。因此,獲得排除該變動之影響後之信號Vgap。 於間隙修正電路14中,基於Vgap計算與間隙對應之修正量,對檢測位置θ加上該修正量而作為修正後之檢測位置θh輸出。 但是,如圖13之誤差成分δc般,於內插誤差中,亦存在相對於間隙不發生變化之成分。因此,於間隙修正電路14中,修正刻度尺特有之誤差成分,而對於根據間隙變動而精度產生變化之成分進行與間隙對應之修正。 圖3係表示藉由本實施例之電磁誘導式位置檢測器進行之處理流程的方塊圖。以下,基於圖3,以m=2之情形作為主要例,對藉由本實施例之電磁誘導式位置檢測器進行之處理進行具體說明(再者,下述步驟S11~14為與先前相同之處理)。 《步驟S1(取樣)》 於取樣電路19中,如圖2之曲線圖所示般,取得4個取樣電壓。將所取得之取樣電壓設為V(i)、V(i+1)、V(i+2)、V(i+3)。 《步驟S2(取樣平均計算)》 於間隙檢測電路13中,利用下述(3)式,計算於取樣電路19中取得之取樣電壓之平均值Vave(平均電壓)。 Vave=(V(i)+V(i+1)+V(i+2)+V(i+3))/4 …(3) 《步驟S3(取樣絕對值計算)》 於間隙檢測電路13中,利用下述(4)式,自各取樣電壓中減去取樣平均值Vave,並計算其絕對值之和Vabs。再者,下述式中之abs表示絕對值。 Vabs=abs(V(i)-Vave)+abs(V(i+1)-Vave)+abs(V(i+2)-Vave)+abs(V(i+3)-Vave) …(4) 如此,藉由自各取樣信號中減去取樣平均值Vave,能夠設為已排除取樣信號中所含有之偏移之影響的資料,從而能夠取得準確之間隙檢測用激勵信號之振幅資訊Vabs。 但是,該Vabs信號係如已說明般,根據檢測位置θ而發生變化。圖4係於m=2之情形(4取樣)、m=3之情形(6取樣)時分別對將取樣信號之振幅設為1時之由檢測位置θ所致之Vabs信號之強度變化進行表示之曲線圖。只要觀察該曲線圖,便可知Vabs信號之強度根據檢測位置θ而發生變化。 《步驟S4(Vabs變動計算)》 與至上述步驟S3為止之處理並行地,於間隙檢測電路13中,計算將Vabs根據檢測位置θ而產生之變化標準化後之Vθ(關於檢測位置θ之計算將於下述步驟S11、S12中進行說明)。 於m=2之情形時,成為如下述(5)式般。 [數2]其中,設為PIT:刻度尺節距(刻度線圈105之節距)。 於m=3之情形時,成為如下述(6)式般。 [數3]即,只要m為自然數,則下述(7)式成立。 [數4]《步驟S5(間隙計算)》 基於在上述步驟S3中算出之Vabs、及在上述步驟S4中算出之Vθ,於間隙檢測電路13中,計算自Vabs信號中排除由檢測位置θ所致之變化後之Vgap。具體而言,使用下述(8)式。 Vgap=Vabs/Vθ …(8) 圖5係表示m=2之情形時之Vgap計算結果之曲線圖。如圖5所示般,Vgap不依存於檢測位置θ而成為固定值。 《步驟S6(基準內插誤差、基準間隙記憶)》 與至上述步驟S5為止之間隙計算並行地,於間隙修正電路14中,預先記憶在另外之檢查裝置中計測之(實際之)內插誤差之各誤差成分δa、δb、δc之振幅(基準內插誤差)δa0、δb0、δc0、…、及此時之間隙檢測用激勵信號(基準間隙檢測用激勵信號Vgap0)。 《步驟S7(間隙修正振幅計算)》 基於在上述步驟S5中算出之Vgap、及在上述步驟S6中記憶之δa0、δb0、δc0、…及Vgap0,於間隙修正電路14中,計算與間隙對應之修正成分振幅(考慮了由間隙所致之影響之誤差信號之振幅)Δa、Δb、Δc。例如,若於間隙檢測用激勵信號Vgap、基準間隙檢測用激勵信號Vgap0及基準內插誤差δa0、δb0、δc0中,將δa、δb設為根據間隙變動而精度產生變化之成分,將δc設為根據間隙變動而精度未產生變化之成分,則各內插誤差之修正成分振幅Δa、Δb、Δc成為如下述(9)式般。 Δa=δa0*Vgap0/Vgap Δb=δb0*Vgap0/Vgap Δc=δc0 …(9) 《步驟S8(間隙修正量計算)》 於間隙修正電路14中,如下述(10)式般,根據與間隙對應之修正成分振幅計算修正量Ha、Hb、Hc。再者,於下述(10)式中,僅以誤差為sin成分為例。 Ha=Δa*sin(2π*θ/PITa) Hb=Δb*sin(2π*θ/PITb) Hc=Δc*sin(2π*θ/PITc) …(10) 其中,PITa、PITb、PITc係設為內插誤差之各誤差成分之週期節距。例如,若PITa=2 mm,則表示2 mm週期之誤差成分。 《步驟S9(修正位置計算)》 於間隙修正電路14中,對在下述步驟S12中算出之檢測位置θ加上於上述步驟S8中算出之修正量Ha、Hb、Hc,並輸出加上修正量後之檢測位置θh。具體而言,使用下述式。 θh=θ+Ha+Hb+Hc 下述步驟S11~S14係藉由控制電路20進行之位置檢測用之處理。 《步驟S11(取樣同步檢波)》 作為位置檢測,於控制電路20中,對取樣信號V(i)、V(i+1)、V(i+2)、V(i+3)進行同步檢波,並進行相加求平均,藉此算出同步檢波信號Vp。再者,於m=2之情形時使用下述式。 Vp=[V(i)-V(i+1)+V(i+2)-V(i+3)]/4 其中,i=0、2、4、…(偶數) (i為偶數之原因在於,於奇數取樣時設為負值) 如此,由於對間隙檢測用激勵信號之1週期部分即4個取樣信號進行同步檢波及相加求平均,故而於位置檢測中間隙檢測用激勵信號之影響被排除,而能夠僅提取位置檢測用激勵信號成分。 間隙檢測用激勵信號由於頻率與位置檢測用激勵信號不同,故而可藉由新設置濾波電路而排除,但藉由如上所述之方式,能夠於不另外追加濾波電路之情況下進行位置檢測。 《步驟S12(檢測位置計算)》 於控制電路20中,以Vp信號成為0之方式使檢測位置θ變化。如於先前技術中所說明般,該檢測位置θ等於刻度尺與滑塊之相對位置X,輸出θ作為檢測位置。 《步驟S13(sin激勵振幅計算)》 於控制電路20中,根據θ計算激勵振幅I*sin(θ)(sin激勵振幅計算),並輸出至圖1之sin激勵電路106。 《步驟S14(cos激勵振幅計算)》 於控制電路20中,根據θ計算激勵振幅I*cos(θ)(cos激勵振幅計算),並輸出至圖1之cos激勵電路107。 以此種方式,本實施例之電磁誘導式位置檢測器能夠根據間隙變動進行內插誤差之準確檢測,從而準確地修正檢測位置。 [實施例2] 本實施例之電磁誘導式位置檢測器於圖1中之間隙檢測電路13具備將Vabs根據檢測位置θ產生之變化標準化後之Vθ之資料表(Vθ表)。 圖6係表示本實施例之電磁誘導式位置檢測器之處理流程之方塊圖。於本實施例中,將實施例1中之步驟S4(Vabs變動計算)如下所述般進行變更。再者,對於其他構成及處理,由於與實施例1相同,故而省略說明。 《步驟S4a(Vabs變動記憶)》 於間隙檢測電路13中,基於預先備有之Vθ表,根據檢測位置θ輸出Vθ。藉由以此種方式,於本實施例之電磁誘導式位置檢測器中,不僅能夠使用與位置檢測用之取樣信號相同之資料,而且可不依存於檢測位置θ進行間隙檢測,進而,無需進行於實施例1之步驟S4中所說明之Vθ之計算處理。 [實施例3] 本實施例之電磁誘導式位置檢測器係將圖1中之間隙檢測電路13之構成及動作變更一部分而成者。 圖7係表示本實施例之電磁誘導式位置檢測器之處理流程之方塊圖。於本實施例中,省略實施例1中之步驟S4(Vabs變動計算),且將步驟S5(間隙計算區塊)如下所述般進行變更。再者,對於其他構成及處理,由於與實施例1相同,故而省略說明。 《步驟S5a(間隙選擇)》 於間隙檢測電路13中,取得檢測位置θ為特定位置(節距)時之Vabs信號,並將其設為Vgap。例如,若m=2,則只要取得檢測位置θ為0、0.25、0.5、0.75節距位置時之Vabs資料,便成為相互相同之強度之資料,從而能夠準確地獲取間隙變動(參照圖4)。此處,雖然選擇成為極小值(最小值)之位置,但上述特定位置只要係成為相同強度之位置便可為任何位置。 藉此,能夠將與位置檢測用之取樣資料相同之資料(取樣電壓V(i)、V(i+1)、V(i+2)、V(i+3))用作間隙檢測用之資料,從而電路構成變得簡單。 [實施例4] 本實施例之電磁誘導式位置檢測器係將圖1中之間隙檢測用sin激勵電路11、間隙檢測用cos激勵電路12、及間隙檢測用電路13之構成及動作變更一部分而成者。 圖8係表示本實施例之電磁誘導式位置檢測器之處理流程之方塊圖。於本實施例中,省略了實施例1中之步驟S4(Vabs變動計算)。又,於間隙檢測用sin激勵電路11及間隙檢測用cos激勵電路12中,藉由增大間隙檢測用激勵信號之頻率ω'=ω/m中之m,而將步驟S5(間隙計算區塊)如下所述般進行變更。再者,對於其他構成及處理,由於與實施例1相同,故而省略說明。 《步驟S5b(Vabs=Vgap)》 藉由增大m,而減小因檢測位置θ導致之Vabs之值之變動,且將Vabs資料用作Vgap資料。例如,於圖4中,若將m=2(4取樣)與m=3(6取樣)相比較,則m=3時之Vabs之信號強度之變動幅度更小。若進一步增大m,則該變動幅度進一步變小。於本實施例中,將m之值增大至所需之信號強度之變動幅度為止,且將Vabs信號用作Vgap信號。例如,為了將內裝誤差設為1以下,必須將Vabs之值之變動設為14%以下。Vabs之值之變動係於m=2時為40%,於m=3時為15%,於m=4時為8%,於此情形時,只要設為m=4,便能夠將內插誤差抑制為1以下。 藉此,能夠將與位置檢測用之取樣資料相同之資料(取樣電壓V(i)、V(i+1)、V(i+2)、V(i+3))用作間隙檢測用之資料,從而電路構成變得簡單。 以上,利用各實施例對本發明之電磁誘導式位置檢測器進行了說明,關於本發明之電磁誘導式位置檢測器,將於圖13之因間隙變動而產生之內插誤差變化中對誤差成分δa與δb進行間隙修正計算所得之結果示於圖9。可知測定出之誤差成分與所計算之修正成分良好地一致。 [產業上之可利用性] 本發明作為電磁誘導式位置檢測器較佳。
11‧‧‧間隙檢測用sin激勵電路(間隙檢測用第1激勵電路)
12‧‧‧間隙檢測用cos激勵電路(間隙檢測用第2激勵電路)
13‧‧‧間隙檢測電路
14‧‧‧間隙修正電路
19‧‧‧取樣電路
20‧‧‧控制電路
100‧‧‧檢測部
101‧‧‧滑塊(一次側構件)
102‧‧‧刻度尺(二次側構件)
103‧‧‧第1滑塊線圈(第1一次側線圈)
104‧‧‧第2滑塊線圈(第2一次側線圈)
105‧‧‧刻度線圈(二次側線圈)
106‧‧‧sin激勵電路(第1激勵電路)
107‧‧‧cos激勵電路(第2激勵電路)
108‧‧‧放大電路
109‧‧‧濾波電路
110‧‧‧取樣電路
111‧‧‧控制電路
g‧‧‧間隙
P‧‧‧節距
S1~S9‧‧‧步驟
S11~S14‧‧‧步驟
S4a‧‧‧步驟
S5a‧‧‧步驟
S5b‧‧‧步驟
θ‧‧‧檢測位置
圖1係對本發明之實施例1之電磁誘導式位置檢測器進行說明之方塊圖。 圖2係表示取樣信號之取得影像之曲線圖。 圖3係表示藉由本發明之實施例1之電磁誘導式位置檢測器所進行之處理流程的方塊圖。 圖4係於m=2之情形(4取樣)、m=3之情形(6取樣)時分別對將取樣信號之振幅設為1時之由檢測位置θ所致之Vabs信號之變化進行表示之曲線圖。 圖5係表示m=2之情形時之Vgap計算結果之曲線圖。 圖6係表示本發明之實施例2之電磁誘導式位置檢測器之處理流程的方塊圖。 圖7係表示本發明之實施例3之電磁誘導式位置檢測器之處理流程的方塊圖。 圖8係表示本發明之實施例4之電磁誘導式位置檢測器之處理流程的方塊圖。 圖9係表示對誤差成分δa與δb進行間隙修正計算所得之結果之曲線圖。 圖10係對先前之電磁誘導式位置檢測器之檢測原理進行說明之原理圖。(a)係表示將線性刻度尺之滑塊與刻度尺以成為相互平行地相對之方式配置之狀態的立體圖,(b)係將滑塊與刻度尺並排表示之模式圖,(c)係表示滑塊與刻度尺之電磁耦合度之曲線圖。 圖11係對先前之電磁誘導式位置檢測器進行說明之方塊圖。 圖12係對誘發信號V之檢測進行說明之曲線圖。 圖13係對間隙與內插誤差之關係進行說明之曲線圖。
Claims (7)
- 一種電磁誘導式位置檢測器,其特徵在於: 具有具備一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、及對上述一次側線圈施加激勵信號之激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號進行取樣,並輸出取樣信號; 控制電路,其基於上述取樣信號算出同步檢波信號,根據該同步檢波信號求出檢測位置,且根據該檢測位置算出激勵振幅,並輸出至上述激勵電路; 間隙檢測用激勵電路,其對上述一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號; 間隙檢測電路,其求出上述取樣信號之平均電壓,自各取樣信號之電壓中減去該平均電壓,並計算其絕對值之和,進而,自該絕對值之和中排除由上述檢測位置所致之變化;及 間隙修正電路,其計算與已排除由上述檢測位置所致之變化之上述絕對值之和對應的修正量,對上述檢測位置加上該修正量而修正檢測位置。
- 一種電磁誘導式位置檢測器,其特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,並計算將由檢測位置θ所致之該絕對值之和Vabs之變化標準化後之Vθ,且基於該Vθ,進行自該絕對值之和Vabs中排除由上述檢測位置θ所致之變化後的Vgap之計算;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率; t表示時間。
- 一種電磁誘導式位置檢測器,其特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,且基於預先具備之將由檢測位置θ所致之該絕對值之和Vabs之變化標準化後的Vθ之表,進行自該絕對值之和Vabs中排除由上述檢測位置θ所致之變化後的Vgap之計算;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率; t表示時間。
- 一種電磁誘導式位置檢測器,其特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,並自該絕對值之和Vabs中取得上述檢測位置θ於特定位置之值,將該值設為Vgap;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率; t表示時間。
- 一種電磁誘導式位置檢測器,其特徵在於: 具有具備第1一次側線圈及第2一次側線圈之一次側構件、具備二次側線圈之二次側構件、對上述第1一次側線圈施加位置檢測用激勵信號I*sin(θ)*sin(ωt)之第1激勵電路、及對上述第2一次側線圈施加位置檢測用激勵信號-I*cos(θ)*sin(ωt)之第2激勵電路,且上述一次側構件或上述二次側構件安裝於移動體而與上述移動體一併移動,上述第1一次側線圈與上述第2一次側線圈係錯開1/4節距而並排配置,上述第1一次側線圈及上述第2一次側線圈與上述二次側線圈係以具有間隙且相互平行地相對之方式配置;且該電磁誘導式位置檢測器具備: 取樣電路,其輸出對由上述二次側線圈所誘發之誘發信號之峰值進行複數次取樣所得之取樣信號; 控制電路,其藉由對上述取樣信號進行同步檢波且進行相加求平均而算出同步檢波信號Vp,且藉由以該同步檢波信號Vp成為0之方式進行控制而求出檢測位置θ,根據該檢測位置θ分別計算激勵振幅sin(θ)及激勵振幅cos(θ),並輸出至上述第1激勵電路及上述第2激勵電路; 間隙檢測用第1激勵電路,其對上述第1一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*sin(ω't); 間隙檢測用第2激勵電路,其對上述第2一次側線圈施加間隙檢測用激勵信號I'*cos(ω't); 間隙檢測電路,其計算於上述取樣電路中取得之複數個上述取樣信號之電壓之平均值Vave,自各該取樣信號之電壓中減去該平均值Vave,計算其絕對值之和Vabs,且將該絕對值之和Vabs之值設為Vgap;及 間隙修正電路,其記憶作為內插誤差之各誤差成分之振幅的基準內插誤差、及作為此時之間隙檢測用激勵信號之Vgap0,且基於上述Vgap、上述Vgap0、及上述基準內插誤差,計算與上述間隙對應之上述各誤差成分之修正成分振幅,並根據該修正成分振幅計算修正量,對上述檢測位置θ加上該修正量而求出修正後之檢測位置θh; 其中,分別為: I表示位置檢測用激勵信號之電流之大小; ω表示位置檢測用激勵信號之頻率; I'表示間隙檢測用激勵信號之電流之大小; ω'表示間隙檢測用激勵信號之頻率,ω'=ω/m,且m=4以上之自然數; t表示時間。
- 如請求項2之電磁誘導式位置檢測器,其中 於將m設為自然數,將上述ω'設為ω'=ω/m之情形時, 上述間隙檢測電路根據 [數1]求出上述Vθ;且 根據Vgap=Vabs/Vθ,求出上述Vgap; 其中,分別為: abs表示絕對值; PIT表示上述二次側線圈之節距。
- 如請求項2至6中任一項之電磁誘導式位置檢測器,其中 若將上述各誤差成分中之根據上述間隙之變動而變化之1個以上之成分總括地設為δx,將不變化之1個以上之成分總括地設為δy,則 上述間隙修正電路係 根據Δx=δx0*Vgap0/Vgap、及Δy=δy0,分別求出上述修正成分振幅Δx及Δy;且 根據Hx=Δx*sin(2π*θ/PITx)、及Hy=Δy*sin(2π*θ/PITy),分別求出上述修正量Hx及Hy; 其中,分別為: PITx表示上述各誤差成分中之上述δx之各週期節距; PITy表示上述各誤差成分中之上述δy之各週期節距。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016155405A JP2018025398A (ja) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 電磁誘導式位置検出器 |
JP??2016-155405 | 2016-08-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201809604A TW201809604A (zh) | 2018-03-16 |
TWI639816B true TWI639816B (zh) | 2018-11-01 |
Family
ID=61170660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW106126689A TWI639816B (zh) | 2016-08-08 | 2017-08-08 | Electromagnetically induced position detector |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018025398A (zh) |
CN (1) | CN107702733B (zh) |
TW (1) | TWI639816B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7228540B2 (ja) * | 2020-04-01 | 2023-02-24 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 回転子電気的振れ測定装置の信号処理装置、回転子電気的振れ測定装置および回転子電気的振れ測定方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101676680A (zh) * | 2008-09-16 | 2010-03-24 | 爱三工业株式会社 | 位置传感器 |
JP2011226874A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Aisan Ind Co Ltd | 位置センサ |
TW201420995A (zh) * | 2012-11-20 | 2014-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電磁誘導式位置檢測器之檢測位置修正方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5998990A (en) * | 1997-08-25 | 1999-12-07 | Mitutoyo Corporation | Pitch-compensated induced current position transducer |
GB2517152A (en) * | 2013-08-12 | 2015-02-18 | Gde Technology Ltd | Position sensor |
-
2016
- 2016-08-08 JP JP2016155405A patent/JP2018025398A/ja active Pending
-
2017
- 2017-08-07 CN CN201710666102.0A patent/CN107702733B/zh active Active
- 2017-08-08 TW TW106126689A patent/TWI639816B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101676680A (zh) * | 2008-09-16 | 2010-03-24 | 爱三工业株式会社 | 位置传感器 |
JP2011226874A (ja) * | 2010-04-19 | 2011-11-10 | Aisan Ind Co Ltd | 位置センサ |
TW201420995A (zh) * | 2012-11-20 | 2014-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電磁誘導式位置檢測器之檢測位置修正方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201809604A (zh) | 2018-03-16 |
CN107702733B (zh) | 2020-03-06 |
JP2018025398A (ja) | 2018-02-15 |
CN107702733A (zh) | 2018-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11397098B2 (en) | Method for detecting errors in a rotating position sensor system having sine and cosine signals | |
EP1970672B1 (en) | Position detector | |
KR101294566B1 (ko) | 레졸버의 위치 오차를 적응적으로 보상하기 위한 장치 | |
US9952065B2 (en) | Position sensor device to determine a position of a moving device | |
US11722157B2 (en) | Methods, computer programs, devices, and encoders for signal error correction | |
KR20150142322A (ko) | 레졸버 위치 오차를 보상하기 위한 장치 및 방법 | |
US10809315B2 (en) | Calibration apparatus, calibration method, and measuring system | |
JP2014528085A (ja) | ホールセンサによる相対位置の非接触測定のための方法 | |
TWI512271B (zh) | Detection Position Correction Method for Electromagnetic Induction Position Detector | |
JP4889808B2 (ja) | 磁極位置検出装置及び方法 | |
US6768956B2 (en) | High precision position detecting apparatus capable of removing error contained in signal | |
TWI639816B (zh) | Electromagnetically induced position detector | |
JP2005208028A (ja) | バリアブルリラクタンスレゾルバ用角度演算方法とそのための角度演算装置 | |
JP6405504B2 (ja) | レゾルバ誤差補正構造、レゾルバおよびレゾルバ誤差補正方法 | |
JP2006078392A (ja) | レゾルバ信号の異常検出方法 | |
TWI570389B (zh) | 振幅校正電路及其應用的信號校正電路 | |
JP2008064498A (ja) | 電磁誘導式エンコーダ | |
KR20150047272A (ko) | 표면결함 탐상장치 및 그 방법 | |
TWI521188B (zh) | Error Correction Method for Position Detector | |
JP6022817B2 (ja) | バリアブルリラクタンス型レゾルバ及び回転角検出装置 | |
KR101313303B1 (ko) | 인덕턴스방식 앵글센서용 갭 보상 신호처리기 및 신호처리방법 | |
CN117589221A (zh) | 编码器校准方法、装置、上位机和存储介质 | |
JP2019132603A (ja) | 回転検出回路、回転検出装置、及び、回転検出方法 | |
JP2018141676A (ja) | 電流検出回路 |