JPH01242921A - Magnetic absolute rotary encoder - Google Patents
Magnetic absolute rotary encoderInfo
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- JPH01242921A JPH01242921A JP6805488A JP6805488A JPH01242921A JP H01242921 A JPH01242921 A JP H01242921A JP 6805488 A JP6805488 A JP 6805488A JP 6805488 A JP6805488 A JP 6805488A JP H01242921 A JPH01242921 A JP H01242921A
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- signal
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- rotary encoder
- magnetic
- track
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- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、工作機械やロボット等、FA関連機器の回転
速度、角度、位置検出に用いられるロータリーエンコー
ダのうち、磁気式ロータリーエンコーダに関するもので
あり、中でも、基準位置からの絶対位置検出ができるア
ブソリュートタイプ(関するものである。[Detailed Description of the Invention] "Field of Industrial Application" The present invention relates to a magnetic rotary encoder among rotary encoders used for detecting rotational speed, angle, and position of FA-related equipment such as machine tools and robots. Among them, there is an absolute type that can detect the absolute position from the reference position.
「従来の技術」
アブソリュートロータリーエンコーダは、回転位置(角
度)の絶対位置を一定のルールのもとで符号化した電気
信号を出力する。"Prior Art" An absolute rotary encoder outputs an electrical signal that encodes an absolute rotational position (angle) according to a certain rule.
一般的には絶対位置を2進法で表現したバイナリコード
または、グレイコードで表わすことが多い。Generally, the absolute position is often expressed using a binary code or a Gray code.
また、磁気式ロータリーエンコーダでは、出力信号に対
応した@磁を施した所要の数のアブソリュート信号トラ
ックを持つドラムまたはディスクを使用することが一般
的である。Further, in a magnetic rotary encoder, it is common to use a drum or disk having a required number of absolute signal tracks subjected to @magnetism corresponding to the output signal.
、ここでは、第6図に従って、従来の技術の一例を説明
する。第6図に示した磁気式アブソリユートロ−タリー
エンコーダは9ビット360分割のものである。ビット
数と等しいアブソリュート信号トラック4a〜41を持
つ回転体ドラム1と−定の間隔だけ離れて対向設置する
ためにセンサ台3に固定された磁気センサ2から構成さ
れている。, Here, an example of the conventional technique will be explained according to FIG. The magnetic absolute rotary encoder shown in FIG. 6 has 9 bits and 360 divisions. It consists of a rotary drum 1 having absolute signal tracks 4a to 41 equal to the number of bits, and a magnetic sensor 2 fixed to a sensor stand 3 so as to be disposed opposite to each other at a certain distance.
ドラム1はモータ等の回転軸5とカップリング6を介し
て接続されており、回転軸とともに回転する。The drum 1 is connected to a rotating shaft 5 such as a motor via a coupling 6, and rotates together with the rotating shaft.
ドラム1の各トラックには所定の着磁が施されている。Each track of the drum 1 is magnetized in a predetermined manner.
各トラックの表面磁界を検出するために、各トラックに
対応した磁気センサを配置している。A magnetic sensor corresponding to each track is arranged to detect the surface magnetic field of each track.
磁気センサとして、磁気抵抗効果素子(以下MR素子と
云う)を用いれば、MR素子は長手方向に直角方向の磁
界を加えることによって抵抗値が下る性質が利用できる
。If a magnetoresistive element (hereinafter referred to as an MR element) is used as a magnetic sensor, the property of the MR element that its resistance value decreases by applying a magnetic field perpendicular to its longitudinal direction can be utilized.
第7図に、ドラムの着磁の様子を示す展開図とMR素子
の平面図を示す。FIG. 7 shows a developed view showing how the drum is magnetized and a plan view of the MR element.
ここでは、着磁の有無と出力信号のHu、″“[プ′を
対応させるものとし、出力信号の符号化にはダレイコー
ドを用いるものとした。Here, the presence or absence of magnetization was made to correspond to the output signal Hu, ""[P', and a dalay code was used to encode the output signal.
着磁はピッチLでもって行なわれ、このしが最小単位に
相当する。すなわち、この例の場合、ドラム径はLX3
60 (分割数)となる。Magnetization is performed with a pitch L, and this pitch corresponds to the minimum unit. That is, in this example, the drum diameter is LX3
60 (number of divisions).
ドラムの表面磁界を検出するために各トラックに対応し
てMR素子がRat、Ra2、Rb1、Rb2””・・
・R11、R12と設置され、あるトラックに対応する
MR素子は抵抗変化の脈動を打ち消すために、L/2だ
け離れていることが肝要でおる。In order to detect the surface magnetic field of the drum, MR elements are arranged corresponding to each track: Rat, Ra2, Rb1, Rb2""...
- It is important that the MR elements installed as R11 and R12 and corresponding to a certain track are separated by L/2 in order to cancel the pulsation of resistance change.
また、第8図に示すように、直流電圧十Eとグランドの
間で、磁界による抵抗変化分を中間電位として取り出す
ために、それぞれのMR素子は固定抵抗と接続されてい
る。Further, as shown in FIG. 8, each MR element is connected to a fixed resistor in order to extract the resistance change due to the magnetic field as an intermediate potential between the DC voltage 1E and ground.
たとえば、抵抗Ra1、Ra2は、第7図に示したドラ
ムを検出する時、第9図の様に抵抗変化を示す。第8図
の様にRal、Ra2を固定抵抗Rと接続すると、MR
素子と固定抵抗の中間電位は第9図のeal、ee2の
様な変化をする。この2つの電位の差(eal−ee2
>をとると脈動分を打ち消した出力vaが得られる。For example, the resistors Ra1 and Ra2 exhibit resistance changes as shown in FIG. 9 when the drum shown in FIG. 7 is detected. When Ral and Ra2 are connected to a fixed resistor R as shown in Figure 8, MR
The intermediate potential between the element and the fixed resistor changes as shown in eal and ee2 in FIG. The difference between these two potentials (eal-ee2
>, an output va with the pulsation canceled can be obtained.
これを波形整形して出力Vaを得る。This is waveform-shaped to obtain the output Va.
他のトラックでも同様にして、■b、VC・・・・・・
Viが得られる。Do the same with other tracks, ■b, VC...
Vi is obtained.
「発明が解決しようとする課題」
上述の磁気式アブソリュートロータリーエンコーダで絶
対位置が順に変化していく場合の最小単位の長さを考え
ると、第7図と第9図から明らかなように、2つの1〜
ラツクでの“Htt→“L ee(または゛Lパ→゛H
″)の変化に依存するので、最小単位の精度が、全1〜
ラツクの着磁精度で決まってしまう。そのため、最小単
位の精度を、即ちロータリーエンコーダの分解能を上げ
るためには、全1−ラックの微小なピッチの着磁精度と
、各トラック間の着磁の絶対位置精度を向上する必要が
あり、技術的な難度が高い。"Problem to be Solved by the Invention" Considering the length of the minimum unit when the absolute position changes sequentially in the above-mentioned magnetic absolute rotary encoder, as is clear from FIGS. 7 and 9, 2. 1~
"Htt→"Lee (or "Lpa→"H
″), so the accuracy of the minimum unit is 1~
It is decided by easy magnetization accuracy. Therefore, in order to increase the accuracy of the smallest unit, that is, the resolution of the rotary encoder, it is necessary to improve the minute pitch magnetization accuracy of all 1-racks and the absolute position accuracy of magnetization between each track. Highly technically difficult.
一方で、着磁の有無で信号の“HTl 14 L It
を表わすため、着磁の有と無の境界がはっきりせず、精
度の向上を困難にしていた。On the other hand, the signal “HTl 14 L It
, the boundary between magnetization and non-magnetization was unclear, making it difficult to improve accuracy.
また、精度向上のため、信号トラック数を多(する方法
も提゛案されているが、エンコーダ自体が大きくなると
いう欠点がある。Furthermore, a method of increasing the number of signal tracks has been proposed in order to improve accuracy, but this method has the disadvantage that the encoder itself becomes larger.
「課題を解決するための手段」
磁気式アブソリュートロータリーエンコーダのドラム上
に、7ブソリユ一ト信号トラックとけ別にストローブ信
号トラックを設け、かつ、このストローブ信号に同期し
て、アブソリュート信号をラッチする電子回路を付加し
たことに特徴がある。"Means for Solving the Problem" An electronic circuit that provides a strobe signal track on the drum of a magnetic absolute rotary encoder separately from the 7-bus unit signal track, and latches the absolute signal in synchronization with this strobe signal. It is distinctive in that it has been added.
「作 用J
本発明の磁気式アブソリュートロータリーエンコーダで
は出力信号の状態はストローブ信号の立上り(または立
下り、あるいは双方)の時の、アブソリュート信号出力
の状態で決まり、出力信号の変化はストローブ信号が変
化する時のみであり、出力信号精度はストローブ信号の
精度で決まるので、従来に比べて高精度な出力信号が得
られる。In the magnetic absolute rotary encoder of the present invention, the state of the output signal is determined by the state of the absolute signal output at the rising edge (or falling edge, or both) of the strobe signal, and the change in the output signal is determined by the state of the absolute signal output when the strobe signal rises (or falls, or both). Since the output signal accuracy is determined by the accuracy of the strobe signal, a more accurate output signal can be obtained than in the past.
出力信号はストローブ信号のによってラッチされる時以
外のアブソリユート信号トラックの出力信号の状態に依
らないので、アブソリユート信号部の形成は容易にかつ
、安価になる。Since the output signal does not depend on the state of the output signal of the absolute signal track other than when it is latched by the strobe signal, the formation of the absolute signal section is easy and inexpensive.
「実施例」 本発明の実施例を第1図により説明する。"Example" An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第1図は本発明による9ヒツト360分割磁気式アブソ
リュートロータリーエンコーダの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a 9-hit, 360-division magnetic absolute rotary encoder according to the present invention.
検出対象である回転体8の回転軸5と磁気式アブソリュ
ートロータリーエンコーダのドラム1はカップリング6
を介して接続されて、ドラム1は回転体と同様に回転す
る。ドラム1は従来技術と同じアブソリュート信号1−
ラック4a〜41と、本発明の特徴であるストローブ信
号トラック7から成っている。A coupling 6 connects the rotating shaft 5 of the rotating body 8 to be detected and the drum 1 of the magnetic absolute rotary encoder.
The drum 1 rotates like a rotating body. Drum 1 has the same absolute signal 1- as in the conventional technology.
It consists of racks 4a to 41 and a strobe signal track 7, which is a feature of the present invention.
磁気センサ2はセンサ台3に固定されて、ドラム1とお
る距離をおいてλ1向設置されている。The magnetic sensor 2 is fixed to a sensor stand 3 and placed in the λ1 direction at a distance from the drum 1.
ドラムの着磁の様子を示す展開図と磁気センサ(MR素
子)の平面図を第2図に示す。磁極の間隔はし一定であ
る。FIG. 2 shows a developed view showing how the drum is magnetized and a plan view of the magnetic sensor (MR element). The spacing between the magnetic poles is constant.
MR素子は第3図の様に配線接続されている。The MR elements are connected by wiring as shown in FIG.
この時の各部の波形を第4図に示す。The waveforms of each part at this time are shown in FIG.
アブソリュート信号部のMR素子の抵抗変化や各部の波
形は従来例と同じなのでここでは説明しない。The resistance change of the MR element in the absolute signal section and the waveforms of each section are the same as in the conventional example, so they will not be explained here.
ストローブ信号トラック用のMR素子Rsl、Rs2の
抵抗変化は第4図の様になる。The resistance changes of the MR elements Rsl and Rs2 for the strobe signal track are as shown in FIG.
Rsl、Rs2の中間電位e、は第4図の様に周期波形
が17られ、さらに波形整形してVSが得られる。The intermediate potential e between Rsl and Rs2 has a periodic waveform 17 as shown in FIG. 4, and is further waveform-shaped to obtain VS.
このVSは一周期し’C’Jす、アブソリユート信号の
最小単位と一致する。This VS lasts one period 'C'J, which coincides with the minimum unit of the absolute signal.
第5図に本発明で付加した電子回路の回路図(a>とそ
のタイミングチャート(b)を示す。FIG. 5 shows a circuit diagram (a) of an electronic circuit added according to the present invention and its timing chart (b).
スl−ローブ信号e、は波形整形回路9でVsとなり、
この場合このVsの立ち上りで、アブソリュ−1・信号
出力にラッチをかけるラッチ回路(第5図(a>の10
>にか【〕ることによって、第5図(b)のようにアブ
ソリュ−1・信号出力Va、Vb、VC・・・・・・の
周期が多少孔れても、■8o、Vb0、■、。のように
周期をストローブ信号にそろえることによって、最小単
位の時間を同一にすることができる。The slave signal e becomes Vs in the waveform shaping circuit 9,
In this case, the latch circuit that latches the absolute 1 signal output at the rising edge of Vs (10 in Figure 5 (a>
> or [] Even if the period of the absolute 1 signal output Va, Vb, VC... is slightly distorted as shown in Fig. 5(b), ■8o, Vb0, ■ ,. By aligning the period with the strobe signal, the minimum unit of time can be made the same.
また、このようにすればVa、Vb、Vo・・・・・・
等の立ち上り、立ち下りが必いまいになり、万一、チャ
タリングを生じても出ツノのVa。、Vb。・・・・・
・にそのまま表われることはない。Also, if you do this, Va, Vb, Vo...
etc., the rise and fall are inevitable, and even if chattering occurs, the Va will not come out. , Vb.・・・・・・
・It does not appear as it is.
VSは、ストローブ信号トラックのみの着磁精度で周期
−りなりも最小単位の精度が決まる。For VS, the minimum unit accuracy of the period is determined by the magnetization accuracy of only the strobe signal track.
従来の7ブソリユー1・1Δ号の最小単位は、異った2
つのトラックで精度を出丈必要が必り、全周に渡って高
精度とすることは、全1〜ラツクで精度を上げる必要が
あり、非常に封しいが、本発明ではストローブ信号の着
磁精度のみを上げればよいので着磁加■1ユ従来技術に
比べて、容易かつ安価になる。The minimum unit of the conventional 7 Bsorieux 1.1Δ is a different 2
It is necessary to achieve high precision on one track, and achieving high precision over the entire circumference requires increasing precision on all 1 to 3 tracks, which is very difficult. However, in the present invention, the magnetization of the strobe signal Since only the accuracy needs to be increased, it is easier and cheaper to apply magnetization than the conventional technology.
このように、ストローブ信号1へラックと簡単な電子回
路を付加するだ()で、高精度なアブソリュート信号を
出力層゛る磁気式アブソリュートロータリーエンコーダ
を容易にかつ安価に製作できる。In this way, by adding a rack and a simple electronic circuit to the strobe signal 1 (), it is possible to easily and inexpensively manufacture a magnetic absolute rotary encoder that outputs a highly accurate absolute signal.
ストロ−1信号でのラッチのタイミングはストロ−1信
号の周期とアブソリュート信号の最小単位の大小関係や
位相によって、ストロ−7信号の立ち上りや立も下り、
もしくはその両方、あるい(よ適当に分周した信号の立
ち上りまたは立ち下りを用いることもできる。アブソリ
ュート信号の最小単位の中間でラッチをかGJることが
最も効果的でおる。The latch timing for the STRO-1 signal depends on the cycle of the STRO-1 signal and the magnitude relationship and phase of the absolute signal's minimum unit, and the rise and fall of the STRO-7 signal also depends on the cycle of the STRO-1 signal and the phase of the absolute signal.
It is also possible to use both, or the rising or falling edge of a signal whose frequency has been appropriately divided. It is most effective to latch or GJ in the middle of the minimum unit of the absolute signal.
実施例では、ドラム型の磁気式ロータリーエンコーダと
したが、本発明(Aディスク型にも適用できる。また、
リニアーエンコーダにも適用できる。In the embodiment, a drum-type magnetic rotary encoder is used, but the present invention (A-disk type can also be applied.
It can also be applied to linear encoders.
「発明の効果J
磁気式アブソリュートロータリーエン」−ダにd3いて
、従来の°しのにス1−ローブ信号トラックを加えて、
これを検出する電子回路を付加し、この電子回路で得ら
れるストローブ信号出力でちって、アブフリュー1−信
号出力をラッチすることにより、エンコーダ出力パルス
精度をストローブパルス精1σで決まるようにして、容
易かつ安価に製作でさる高精度なアブソリュート信号を
1qることができる。"Effects of the invention J Magnetic absolute rotary encoder" - Adding a slow-lobe signal track to the conventional °shi in the d3,
By adding an electronic circuit to detect this and latching the Abflue1 signal output using the strobe signal output obtained by this electronic circuit, the encoder output pulse accuracy can be determined by the strobe pulse precision of 1σ, making it easy to use. Moreover, it is possible to produce 1q of high-precision absolute signals at low cost.
第1図は本発明の実施例の概W1B構成図、第2図〜第
5図は実施例の説明図、第6図〜第9図は従来技術の説
明図である。
図中1・・・・・・磁気ドラム 2・・・・・・磁気
セン1J4・・・・・・アブソリゴー1−信号l・ラッ
ク7・・・・・・ス1〜ローブ信号トラック特許出願人
株式会社 高岳製作所
啼1 因
く
Rα2
′J11
嘔4図
VIG−−” ’J 目 3 ご
〉ン〉〉〉〉〉
賞6 口
懺9霞
皐8 邑FIG. 1 is a general W1B configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are explanatory diagrams of the embodiment, and FIGS. 6 to 9 are explanatory diagrams of a prior art. In the figure: 1...Magnetic drum 2...Magnetic sensor 1J4...Absolute go 1-signal l/rack 7...S1~lobe signal track Patent applicant Takadake Seisakusho Co., Ltd. Rα2 'J11 vomiting 4 Fig. VIG- "J Eye 3>
Claims (1)
タリーエンコーダにおいて、位置情報信号を有するアブ
ソリユート信号トラックとは別個に、位置決めのタイミ
ングを与えるストローブ信号トラックを設けて、このス
トローブ信号によって、アブソリユート信号をラッチす
る電子回路を付加して、アブソリュート信号の最小単位
の中間付近でアブソリユート信号をストローブ信号でラ
ッチすることによつて得られる位置精度の高い磁気式ア
ブソリユートロータリーエンコーダ。In a magnetic absolute rotary encoder that detects the absolute position of a rotating body, a strobe signal track that provides positioning timing is provided separately from the absolute signal track that has a position information signal, and the strobe signal is used to generate an absolute signal. A magnetic absolute rotary encoder with high positional accuracy obtained by adding a latching electronic circuit and latching the absolute signal with a strobe signal near the middle of the absolute signal's smallest unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6805488A JPH01242921A (en) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | Magnetic absolute rotary encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6805488A JPH01242921A (en) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | Magnetic absolute rotary encoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242921A true JPH01242921A (en) | 1989-09-27 |
Family
ID=13362681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6805488A Pending JPH01242921A (en) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | Magnetic absolute rotary encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01242921A (en) |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP6805488A patent/JPH01242921A/en active Pending
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