CN110361035A - 编码器的信号处理装置以及编码器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种编码器的信号处理装置以及编码器，其降低内插误差。编码器的信号处理装置(D)具备：位置数据取得部(1a、1b、2a、2b、3)；误差数据计算部(4)，其计算一个周期的预定数量的位置数据的误差数据；以及修正部(5)，其根据计算出的误差数据来修正位置数据，误差数据计算部(4)计算在一个周期内以第一预定时间间隔ΔTn采样到的预定数量的位置数据的第一误差数据，并将第一误差数据设为误差数据，并且计算在各个第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk采样到的位置数据的第二误差数据，将最接近第一以及第二误差数据的误差特性中的极值或拐点的第二误差数据置换为第一误差数据，不增减误差数据的预定数量来变更误差数据的时间间隔。

Description

编码器的信号处理装置以及编码器

技术领域

本发明涉及编码器的信号处理装置以及编码器。

背景技术

具有检测机床或工业机器等的电动机或工作台(非测定体)的位置(或速度)的编码器，例如检测旋转角度(位置)的旋转编码器、检测直线移动位置的线标尺等编码器。这样的编码器的信号处理装置对于根据被测定体的移动而周期性产生的模拟信号进行采样来生成与被测定体的位置对应的位置数据。此时，编码器的信号处理装置进行内插处理(插值处理：Interpolation)，并进行内插误差的修正(例如参照专利文献1以及2)。

例如，专利文献2记载的编码器的信号处理装置根据在一个周期内以相等间隔采样的预定数量的位置数据与理想的位置数据之间的差来计算误差数据，并根据计算出的误差数据来修正位置数据。

但是，在专利文献2记载的编码器的信号处理装置中，为了运算的高速化以及寄存器容量的降低，使误差数据的采样数量比位置数据的采样数量少，对误差数据进行插值处理(例如线性插值处理)来修正位置数据。此时，有时会漏掉误差数据的误差特性中的极值，在修正后的位置数据中残留误差。

专利文献1：日本特开2012-163436号公报

专利文献2：日本专利第3772121号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种降低内插误差的编码器的信号处理装置以及编码器。

(1)本发明的编码器的信号处理装置(例如后述的编码器的信号处理装置D)对根据被测定体的移动而周期性产生的模拟信号进行信号处理，生成与上述被测定体的位置对应的位置数据，该编码器的信号处理装置具备：位置数据取得部(例如后述的模拟放大电路1a、1b、模拟-数字转换电路2a、2b以及数字内插电路3)，其对上述模拟信号进行采样来取得与上述被测定体的位置对应的位置数据；误差数据计算部(例如后述的检测误差数据计算电路4)，其根据由上述位置数据取得部取得的一个周期的位置数据中的预定数量的位置数据与假设在一个周期中位置线性地变化的理想的位置数据之间的差来计算误差数据；以及修正部(例如后述的检测误差修正电路5)，其根据由上述误差数据计算部计算出的上述误差数据来修正由上述位置数据取得部取得的位置数据，上述误差数据计算部根据在一个周期内以第一预定时间间隔ΔTn采样到的上述预定数量的位置数据与上述理想的位置数据之间的差来计算第一误差数据，并将上述第一误差数据设为上述误差数据，并且根据在各个上述第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk采样到的位置数据与上述理想的位置数据之间的差分来计算第二误差数据，并根据上述第一误差数据与上述第二误差数据之间的误差特性，在具有比上述第一误差数据更接近上述误差特性中的极值或拐点的上述第二误差数据时，将最接近上述误差特性中的极值或拐点的第二误差数据置换为上述第一误差数据中的某一个，不增减上述误差数据的上述预定数量地变更上述误差数据的时间间隔。

(2)在(1)记载的编码器的信号处理装置中，上述误差数据计算部将最接近上述误差特性中的极值的第二误差数据优先于最接近上述误差特性中的拐点的第二误差数据而置换为上述第一误差数据。

(3)在(2)记载的编码器的信号处理装置中，上述误差数据计算部还在最接近上述误差特性中的极值的第二误差数据中，优先将以下的第二误差数据置换为上述第一误差数据，该第二误差数据最接近形成上述误差特性中的极值的曲线的斜率大的极值。

(4)在(2)记载的编码器的信号处理装置中，上述误差数据计算部还在最接近上述误差特性中的拐点的第二误差数据中，优先将以下的第二误差数据置换为上述第一误差数据，该第二误差数据最接近形成上述误差特性中的拐点的曲线的斜率大的拐点。

(5)在(1)～(4)中的任意一项记载的编码器的信号处理装置中，上述修正部进行由上述误差数据计算部计算出的上述误差数据的插值处理，由此求出与上述位置数据取得部取得的上述位置数据对应的误差数据，并通过对应的误差数据来修正该位置数据。

(6)本发明的编码器具备在(1)～(5)中的任意一项记载的编码器的信号处理装置。

根据本发明，能够提供一种降低内插误差的编码器的信号处理装置以及编码器。

附图说明

图1表示本实施方式的编码器的信号处理装置的结构。

图2表示图1所示的开始条件判定电路的结构。

图3说明图1所示的检测误差数据计算电路中的检测误差计算电路进行的检测误差数据计算处理(与以往相同的处理)。

图4是表示检测误差数据计算电路进行的检测误差数据计算处理(与以往相同的处理)以及检测误差修正电路进行的检测误差修正处理(与以往相同的处理)的一例的示意图。

图5是表示检测误差数据计算电路进行的检测误差数据计算处理(本发明处理)以及检测误差修正电路进行的检测误差修正处理(本发明处理)的一例的示意图。

图6是表示检测误差数据计算电路进行的检测误差数据计算处理(与以往相同的处理)的一例的示意图。

图7是表示检测误差数据计算电路进行的检测误差数据计算处理(本发明处理)的一例的示意图。

图8是表示检测误差数据计算电路进行的检测误差数据计算处理(本发明处理)的一例的示意图。

图9是由处理器构成检测误差数据计算电路时的处理器进行的检测误差数据计算处理的流程图。

图10是由处理器构成检测误差修正电路5时的处理器进行的检测误差修正处理的流程图。

附图标记的说明

D：编码器的信号处理装置、1a、1b：模拟放大电路(位置数据取得部)、2a、2b：模拟-数字转换电路(位置数据取得部)、3：数字内插电路(位置数据取得部)、4：检测误差数据计算电路(误差数据计算部)、41：开始条件判定电路、42：寄存器、43：检测误差计算电路、44：检测误差存储寄存器、45：平均化电路、411a、411b、411c：位置数据寄存器、412a：第一速度计算电路、412b：第二速度计算电路、413：零交叉点检测电路、414：加速度计算电路、415：位置数据寄存器存储开始判定以及误差计算开始信号判定电路、5：检测误差修正电路、51：修正用检测误差存储寄存器、52：修正计算电路52、6：位置数据生成电路。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明实施方式的一例。另外，在各个附图中对相同或相当的部分标注相同的标记。

图1表示本实施方式的编码器的信号处理装置的结构。图1所示的信号处理装置D是输入从编码器的传感部输出的正弦波(所谓A相信号)Sa以及余弦波(所谓B相信号)Sb的原始信号，将该原始信号进行模拟-数字转换而生成位置数据(Position data)的装置。信号处理装置D具备模拟放大电路1a、1b、模拟-数字转换电路2a、2b、数字内插电路3、检测误差数据计算电路4、检测误差修正电路5以及位置数据生成电路6。

模拟放大电路1a将从编码器的传感部输出的正弦波Sa的原始信号进行放大，使得与下一级的模拟-数字转换电路2a的输入相匹配。同样地，模拟放大电路1b将从编码器的传感部输出的余弦波Sb的原始信号进行放大，使得与下一级的模拟-数字转换电路2b的输入相匹配。

模拟-数字转换电路2a按照每个一定的采样周期将通过模拟放大电路1a放大后的模拟信号转换为数字信号。同样地，模拟-数字转换电路2b按照每个一定的采样周期将通过模拟放大电路1b放大后的模拟信号转换为数字信号。

数字内插电路3根据通过模拟-数字转换电路2a、2b进行转换后的数字值来计算原始信号1个周期(正弦波1个周期)内的位置来生成位置数据。另外，这些模拟放大电路1a、1b、模拟-数字转换电路2a、2b以及数字内插电路3相当于位置数据取得部。

检测误差数据计算电路4根据通过数字内插电路3生成的位置数据来计算检测误差数据。检测误差数据计算电路4具备开始条件判定电路41、寄存器群42、检测误差计算电路43、检测误差存储寄存器44以及平均化电路45。

开始条件判定电路41根据通过数字内插电路3生成的位置数据来判别是否满足了开始时要件，如果满足，则将原始信号的一个周期的位置数据存储在寄存器群42中。具体地说，开始条件判定电路41将以一定的采样间隔对原始信号进行采样而得到的位置数据中的在一个周期内以第一预定时间间隔(误差采样间隔)ΔTn采样到的预定数量n+1的位置数据P(0)～P(n)存储在寄存器群42中。另外，开始条件判定电路41也可以将比原始信号的一个周期的采样数量稍微多的采样数量的位置数据P(0)～P(n+α)存储在寄存器群42中。

并且，开始条件判定电路41将在各个第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk采样到的位置数据存储在寄存器群42中，后面详细描述开始条件判定电路41。

检测误差计算电路43根据存储在寄存器群42中的第一预定时间间隔ΔTn的位置数据P(0)～P(n)以及第二预定时间间隔ΔTk的位置数据的状态，计算一个周期内预定数量n+1的检测误差数据。后面详细描述检测误差计算电路43。

检测误差存储寄存器44在过去数次存储计算出的检测误差数据。平均化电路45使存储在检测误差存储寄存器44中的过去数次的检测误差数据平均化。取得多个检测误差数据的平均是为了提高检测误差数据的精度，在简单地进行检测误差数据的计算时，可以不设置检测误差存储寄存器44和平均化电路45而直接使用通过检测误差计算电路43求出的检测误差数据。

检测误差修正电路5根据通过检测误差数据计算电路4计算出的检测误差数据来修正从数字内插电路3输出的位置数据。检测误差修正电路5具备修正用检测误差存储寄存器51和修正计算电路52。

修正用检测误差存储寄存器51存储通过平均化电路45进行平均化后的平均值的检测误差数据或通过检测误差计算电路43求出的检测误差数据。

修正计算电路52进行存储在检测误差存储寄存器51中的检测误差数据的插值处理(例如线性插值处理)，从而求出与从数字内插电路3输出的位置数据对应的检测误差数据，通过对应的检测误差数据来修正该位置数据。修正计算电路52将修正后的位置数据输出给位置数据生成电路6。

位置数据生成电路6通过由修正计算电路52修正后的一个周期内的位置数据和在该方框图中被省略的用于对原始信号的周期进行计数的计数器的数据来生成位置数据。

接着，说明检测误差数据计算电路4中的开始条件判定电路41。图2表示开始条件判定电路41的结构。开始条件判定电路41具备本次、上次、上上次的位置数据寄存器411a、411b、411c、第一以及第二速度计算电路412a、412b、零交叉点检测电路413、加速度计算电路414、位置数据寄存器存储开始判定以及误差计算开始信号判定电路415。

本次、上次、上上次的位置数据寄存器411a、411b、411c分别存储从数字内插电路3按照每个预定采样周期输出的位置数据中的本次、上次、上上次的采样周期的位置数据。在每次(每个采样周期)从数字内插电路3输出位置数据时，使存储在各个位置数据寄存器411a、411b、411c中的位置数据移位。具体地说，将从数字内插电路3输出的每个预定采样周期的位置数据存储在本次的位置数据寄存器411a中，将存储在本次的位置数据寄存器411a中的位置数据存储在上次的位置数据寄存器411b中，将存储在上次的位置数据寄存器411b中的位置数据存储在上上次的位置数据寄存器411c中。

第一速度计算电路412a根据存储在本次的位置数据寄存器411a中的本次的位置数据和存储在上次的位置数据寄存器411b中的上次位置数据之间的差来求出当前速度。第二速度计算电路412b根据存储在上次的位置数据寄存器411b中的上次的位置数据和存储在上上次的位置数据寄存器411c中的上上次的位置数据之间的差来求出一个周期前的当前速度。另外，加速度计算电路414根据通过第一以及第二速度计算电路412a、412b求出的速度差来求出加速度。零交叉点检测电路413根据存储在本次的位置数据寄存器411a中的本次的位置数据和存储在上次的位置数据寄存器411c中的上次的位置数据来检测作为原始信号Sa、Sb的一个周期的开始的零交叉点。

位置数据寄存器存储开始判定以及误差计算开始信号判定电路415将满足了位置数据的设定取入条件作为条件，在由零交叉点检测电路413检测出零交叉点时，将包含该零交叉点至下一个零交叉点在内的原始信号的一个周期的第一预定时间间隔ΔTn的位置数据P(0)～P(n)以及第二预定时间间隔ΔTk的位置数据存储到寄存器群42。另外，在检测出下一个零交叉点时，位置数据寄存器存储开始判定以及误差计算开始信号判定电路415将误差计算开始信号传送给检测误差计算电路43。

作为位置数据的取入条件，设为以下的条件：通过第一速度计算电路412a求出的速度(位置数据P(﹣1)与P(0)的差)进入了预定范围时，并且，在提高精度时，通过加速度计算电路414求出的加速度(位置数据P(﹣2)与P(﹣1)的差和P(﹣1)与P(0)的差之间的差)进入了规定范围时，并且，在原始信号的一个周期的结束时间点，通过上述第一速度计算电路412a检测出的加速度(位置数据P(n﹣2)与P(n﹣1)的差和P(n﹣1)与P(n)的差之间的差)进入了规定值内时。

接着，说明检测误差数据计算电路4中的误差计算电路43。图3用于说明检测误差数据计算电路4中的检测误差计算电路43的检测误差数据计算处理(与以往相同的处理)。图3表示了原始信号的一个周期的第一预定时间间隔ΔTn的位置数据P(0)～P(n)。在此，将采样周期设为Ts，使安装了编码器的传感部的移动体(旋转体)的移动速度为恒定速度v。另外，如果设一个周期的移动体的移动量(旋转角)为L，则L＝n·Ts·v。并且，在将检测出零交叉点后的最初的采样时间点设为时间0，将此时采样到的位置数据设为P(0)，将检测出下一个零交叉点后的最初的采样时的位置数据设为P(n)时，得到位置数据P(0)至位置数据P(n)相当于大约一个周期(P(n)－P(0)＝L)。

在将横轴设为时间轴将纵轴设为检测位置来描绘该一个周期内的第一预定时间间隔ΔTn的位置数据P(0)～P(n)时，成为在图3中用圆圈表示的那样。另外，在图3中，检测位置数据是从0至L重复检测出的检测位置数据，所以当达到一个周期L时，将该点作为下一个周期的“0”来连续地在直线上表示。

按照每个采样周期Ts求出位置数据，因为速度v是恒定的，采样周期Ts也是恒定的，所以采样期间的移动距离l＝v·Ts是恒定的。由此，图3的横轴也表示移动体的移动距离(旋转角度)。即，在第m次的采样时，是从得到了位置数据P(0)的采样时开始经过了m·Ts的时间的时候，是移动体的移动距离(旋转角度)l＝m·v·Ts的位置。

以等速v进行移动，采样周期Ts为n次，移动原始信号一个周期的距离L，所以位置线性地变化，在第m次的采样时，移动距离l＝L·m/n。因此，如果使位置数据P(n)为与位置数据P(0)相比晚一个周期的相同值，则应该位于将位置数据P(0)与P(n)相连结的图3中用虚线表示的直线上。图3所示的虚线直线表示在移动一个周期时，该应该检测出的位置(理想的位置数据)。但是，在实际采样而检测出的位置为图3的圆圈表示的位置P(m)时，作为下式求出检测误差D(m)。

D(m)＝P(m)－[P(0)+L·m/n]

＝P(m)－[P(0)+{P(n)－P(0)}×m/n]……(1)。

因此，将各个采样位置m(＝0，1，2……)的检测位置数据P(m)设为基准数据的位置数据Ps(m)，将在各个采样位置求出的检测误差D(m)设为基准数据的检测误差D(m)，并将它们对应起来进行存储。即，针对在图2的寄存器群42中存储的一个周期的位置数据P(0)～P(n)，通过检测误差计算电路43进行上述式(1)表示的运算来分别求出检测误差D(0)～D(n)。在该例子的情况下，不进行平均化，将通过检测误差计算电路43求出的检测误差D(0)～D(n)与各个检测位置数据P(0)～P(n)(将该检测位置数据设为基准数据的检测位置数据Ps(0)～Ps(n)。)对应起来，作为基准数据[Ps(0)～Ps(n)、D(0)～D(n)]存储在修正用检测误差存储寄存器51中。

然后，修正计算电路52将从数字内插电路3输出的位置数据P(x)与存储在修正用检测误差存储寄存器51中的基准数据的位置数据Ps(0)～Ps(n)进行比较，如果检测位置数据P(x)位于修正用检测误差存储寄存器51中存储的位置数据Ps(m)与Ps(m+1)之间，则通过针对位置数据Ps(m)、Ps(m+1)而存储的检测误差数据D(m)、D(m+1)进行插值计算(例如线性插值)来求出针对检测位置数据P(x)的检测误差D(x)。使这样求出的检测误差D(x)为检测位置数据P(x)所具有的检测误差，修正计算电路52从检测位置数据P(x)减去该检测误差D(x)来进行修正，作为一个周期内的位置数据进行输出。

如上所述，在本实施方式中，为了检测误差数据计算电路4以及检测误差修正电路5的运算的高速化以及寄存器容量的降低，使检测误差数据的采样数量n比位置数据的采样数量少，对检测误差数据进行插值处理(例如线性插值处理)来修正位置数据。此时会有以下的问题。

图4是表示检测误差数据计算电路4进行的检测误差数据计算处理(与以往相同的处理)以及检测误差修正电路5进行的检测误差修正处理(与以往相同的处理)的一例的示意图。图4表示了在一个周期内以第一预定时间间隔(等间隔)ΔTn进行了n＝4分割后的预定数量n+1＝5的修正点T0～T4的误差数据的误差特性(修正前)。

如图4所示，在误差数据的误差特性(修正前)中在修正点T0～T4之间进行线性插值来求出直线近似曲线(修正量)，在通过求出的直线近似曲线(修正量)修正位置数据时，有时会漏掉误差数据的误差特性(修正前)的极值，在修正后的位置数据中会残留误差(修正后)。

图5是表示检测误差数据计算电路4进行的检测误差数据计算处理(本发明处理)以及检测误差修正电路5进行的检测误差修正处理(本发明处理)的一例的示意图。如图5所示，在本实施方式中，不增减修正点的数量来变更第一预定时间间隔ΔTn，使得5个修正点T0～T4中的T1、T2、T3、T4成为误差数据的误差特性(修正前)中的极值或拐点的附近。

由此，即使在误差数据的误差特性(修正前)中在修正点T0～T4之间进行线性插值来求出直线近似曲线(修正量)，并通过所求出的直线近似曲线(修正量)来修正位置数据，也能够降低修正后的位置数据的误差(修正后)。

以下，参照图6～图8来说明检测误差数据计算电路4进行的检测误差数据计算处理(本发明处理)。图6是表示检测误差数据计算电路4进行的检测误差数据计算处理(与以往相同的处理)的一例的示意图。图7以及图8是表示检测误差数据计算电路4进行的检测误差数据计算处理(本发明处理)的一例的示意图。另外，在图6～图8中，为了方便说明，采样数量与上述的图4以及图5不同。

具体地说，如上所述，检测误差数据计算电路4根据在一个周期内以第一预定时间间隔(误差采样间隔、修正间隔)ΔTn进行采样得到的预定数量n+1的位置数据P(0)～P(n)与理想的位置数据之间的差来计算误差数据。如上所述，理想的位置数据是假设在一个周期内位置线性地变化的位置数据。由此，例如如图6所示，得到以第一预定时间间隔(等间隔)ΔTn在1个周期内进行n＝5分割后的预定数量n+1＝6的修正点T0～T5的误差数据的误差特性(实线上的黑色圆点)。

此时，如上所述，在通过检测误差修正电路5在6个修正点T0～T5之间进行线性插值来求出直线近似曲线(虚线)，并通过求出的直线近似曲线对位置数据进行修正(线性插值)时，有时会漏掉误差数据的误差特性中的极值，在修正后的位置数据中残留误差。

因此，检测误差数据计算电路4还根据在各个第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk进行采样得到的位置数据与理想的位置数据之间的差来计算误差数据。由此，例如，如图7所示，得到以第二预定时间间隔(等间隔)ΔTk在第一预定时间间ΔTn内进行k＝5分割后的6个修正点T1、T11～T14、T2的误差数据的误差特性(实线上的黑色圆点)。

检测误差数据计算电路4根据第一预定时间间隔ΔTn的误差数据以及第二预定时间间隔ΔTk的误差数据，在具有比第一预定时间间隔ΔTn的误差数据更接近误差数据的误差特性中的极值或拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据时，将最接近误差特性中的极值或拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据置换为第一预定时间间隔ΔTn的误差数据。例如，如图7所示，检测误差数据计算电路4在具有比修正点T1、T2的误差数据更接近误差特性中的极值的修正点T12的误差数据时，将最接近误差特性中的极值的修正点T12的误差数据置换为修正点T1或T2的误差数据。由此，例如，如图8所示，检测误差数据计算电路4不增减误差数据的数量地变更误差数据的时间间隔ΔTn。

此时，检测误差数据计算电路4可以将最接近误差特性中的极值的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据优先于最接近误差特性中的拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据置换为第一预定时间间隔ΔTn的误差数据。另外，检测误差数据计算电路4还可以在最接近误差特性中的极值的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据中，优选将以下的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据置换为第一预定时间间隔ΔTn的误差数据，该第二预定时间间隔ΔTk的误差数据最接近形成误差特性中的极值的曲线的斜率大的极值。另外，检测误差数据计算电路4还可以在最接近误差特性中的拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据中，优先将以下的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据置换为第一预定时间间隔ΔTn的误差数据，该第二预定时间间隔ΔTk的误差数据最接近形成误差特性中的拐点的曲线的斜率大的拐点。

在上述各个实施方式中，在检测误差数据计算电路4中设置开始条件判定电路41，通过该开始条件判定电路41进行判别来向寄存器群42取入数据以及输出基准数据的计算指令，但是也可以不设置该开始条件判定电路41，而是通过用于对安装了该编码器的机器或装置进行控制的数值控制装置等控制装置来判别开始条件，从该控制装置取入数据以及输出基准数据的计算指令。

另外，检测误差数据计算电路4还通过处理器构成检测误差修正电路5，通过软件进行检测误差数据计算处理以及检测误差修正处理。图9是由处理器构成检测误差数据计算电路4时由处理器进行的检测误差数据计算处理的流程图。首先，作为手动输入或来自用于对安装了该编码器的机器或装置进行控制的控制装置的指令而输入了基准数据生成指令时，处理器根据数字内插电路3输出的采样位置数据来判别是否满足设定检测误差计算开始条件。即，处理器判别当前的速度是否是规定值，并且判别加速度是否在规定值内(步骤a1)。

当判别为满足了设定检测误差计算开始条件时，处理器取入一个周期的从数字内插电路3输出的采样位置数据(步骤a2、a3)。当该位置数据的取入结束时，处理器判断一个周期的位置数据的取入完成时的加速度是否在规定范围内(步骤a4)。在偏离了规定范围时，意味着在取得位置数据的一个周期内有速度变化，所以处理器返回步骤a1再次取入位置数据。

在步骤a4，当判断为加速度在规定范围内时，取入的位置数据被视为速度恒定的数据，处理器存储从该位置数据中以一个周期的第一预定时间间隔ΔTn采样到的位置数据P(0)～P(n)以及在各个第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk采样到的位置数据。

处理器根据一个周期内的第一预定时间间隔ΔTn的位置数据P(0)～P(n)与理想的位置数据之间的差来计算误差数据(步骤a6)。

并且，处理器根据各个第一预定时间间隔ΔTn内的第二预定时间间隔ΔTk的位置数据与理想的位置数据之间的差来计算误差数据(步骤a7)。

处理器根据第一预定时间间隔ΔTn的误差数据以及第二预定时间间隔ΔTk的误差数据，在具有比第一预定时间间隔ΔTn的误差数据更接近这些误差数据的误差特性中的极值或拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据时，将最接近误差特性中的极值或拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据置换为第一预定时间间隔ΔTn的误差数据。即，处理器不增减误差数据的数量地变更误差数据的时间间隔ΔTn，使得修正点成为误差数据的误差特性中的极值或拐点的附近。处理器存储这些误差数据(步骤a8)。

处理器将指标j增加1(通过初始设定将该指标j设置为“0”)。判断该指标j的值是否是设定次数(步骤a9、a10)，如果不是设定次数，则返回步骤a1。处理器重复以下步骤a1到步骤a10的处理，当指标j达到设定次数时，针对预想的检测位置求出所存储的j个检测误差的平均(步骤a11)，将预想的检测位置和该检测误差的平均的组合作为基准数据进行存储(步骤a12)，基准数据的取得处理结束。

图10是由处理器构成了检测误差修正电路5时的处理器进行的检测误差修正处理的流程图。处理器读出数字内插电路3的输出即位置数据P(x)(步骤b1)，从作为基准数据存储的位置数据中求出该读取的位置数据P(x)的前后的位置数据P(m)、P(m+1)(步骤b2)。处理器求出针对求出的位置数据P(m)、P(m+1)而存储的检测误差数据D(m)、D(m+1)(步骤b3)，根据位置数据P(m)、P(m+1)和误差数据D(m)、D(m+1)进行插值运算处理来求出针对所读取的位置数据P(x)的检测误差D(x)(步骤b4)。处理器通过求出的检测误差D(x)来修正所读取的位置数据P(x)，并作为一个周期内的检测位置数据进行输出(步骤b5)。

由此，位置数据生成电路6通过该修正后的检测位置数据和对周期进行计数的计数器的数据值，作为位置数据进行输出。

如以上说明的那样，根据本实施方式的编码器的信号处理装置D，检测误差数据计算电路4计算在一个周期内以第一预定时间间隔ΔTn采样到的预定数n+1的位置数据的误差数据，将该第一预定时间间隔ΔTn的误差数据(第一误差数据)作为误差数据。并且，检测误差数据计算电路4计算在各个第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk采样到的位置数据的误差数据(第二误差数据)，根据第一预定时间间隔ΔTn的误差数据与第二预定时间间隔ΔTk的误差数据之间的误差特性，在具有比第一预定时间间隔ΔTn的误差数据更接近误差特性中的极值或拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据时，将最接近误差特性中的极值或拐点的第二预定时间间隔ΔTk的误差数据置换为第一预定时间间隔ΔTn的误差数据中的任意一个。由此，检测误差数据计算电路4不增减误差数据的数量(误差数据的采样数量)地变更第一预定时间间隔ΔTn(误差数据的时间间隔)，使得修正点成为误差数据的误差特性中的极值或拐点的附近。

由此，即使在误差数据的误差特性中在修正点之间进行线性插值来求出直线近似曲线，并通过求出的直线近似曲线来修正位置数据，也能够降低修正后的位置数据的误差(内插误差)，结果能够提高编码器的检测精度。

另外，专利文献1(第一实施方式)中记载了一种为了使修正点中的至少一个修正点与误差曲线的极值一致而使全体修正点移位的技术。但是，修正点的间隔仍是等间隔，因此无法将所有的误差曲线的极值设为修正点。

另外，专利文献1(第二实施方式)中记载了一种利用误差特性的形状中的极大值、极小值以及拐点，根据误差的大小来变更修正区间的区间宽度的技术，具体地说，记载了一种在误差大的场所缩小修正区间的区间宽度，在误差小的场所扩大修正区间的区间宽度的技术。但是，修正点有可能增加，并且信号处理时间即检测时间有可能增加。

另外，专利文献1中记载了可以组合这些方法，但是对于不增减修正点的数量地将修正点移位到误差特性的极值或拐点的技术没有给出启示。

以上说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种变更以及变形。

Claims (6)

1.一种编码器的信号处理装置，其对与被测定体的移动对应地周期性产生的模拟信号进行信号处理，生成与上述被测定体的位置对应的位置数据，其特征在于，

上述编码器的信号处理装置具备：

位置数据取得部，其对上述模拟信号进行采样来取得与上述被测定体的位置对应的位置数据；

误差数据计算部，其根据由上述位置数据取得部取得的一个周期的位置数据中的预定数量的位置数据与假设在一个周期位置线性地变化的理想的位置数据之间的差来计算误差数据；以及

修正部，其根据由上述误差数据计算部计算出的上述误差数据来修正由上述位置数据取得部取得的位置数据，

上述误差数据计算部根据在一个周期内以第一预定时间间隔ΔTn采样到的上述预定数量的位置数据与上述理想的位置数据之间的差来计算第一误差数据，并将上述第一误差数据设为上述误差数据，并且根据在各个上述第一预定时间间隔ΔTn内以第二预定时间间隔ΔTk采样到的位置数据与上述理想的位置数据之间的差来计算第二误差数据，根据上述第一误差数据与上述第二误差数据之间的误差特性，在具有比上述第一误差数据更接近上述误差特性中的极值或拐点的上述第二误差数据时，将最接近上述误差特性中的极值或拐点的第二误差数据置换为上述第一误差数据中的任意一个，从而不增减上述误差数据的上述预定数量地变更上述误差数据的时间间隔。

2.根据权利要求1所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

上述误差数据计算部将最接近上述误差特性中的极值的第二误差数据优先于最接近上述误差特性中的拐点的第二误差数据而置换为上述第一误差数据。

3.根据权利要求2所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

上述误差数据计算部还在最接近上述误差特性中的极值的第二误差数据中，优先将以下的第二误差数据置换为上述第一误差数据，该第二误差数据最接近形成上述误差特性中的极值的曲线的斜率大的极值。

4.根据权利要求2所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

上述误差数据计算部还在最接近上述误差特性中的拐点的第二误差数据中，优先将以下的第二误差数据置换为上述第一误差数据，该第二误差数据最接近形成上述误差特性中的拐点的曲线的斜率大的拐点。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的编码器的信号处理装置，其特征在于，

上述修正部进行由上述误差数据计算部计算出的上述误差数据的插值处理，由此求出与上述位置数据取得部取得的上述位置数据对应的误差数据，通过对应的误差数据来修正该位置数据。

6.一种编码器，其特征在于，

上述编码器具备权利要求1～5中的任意一项所述的编码器的信号处理装置。