JP2732488B2 - 測長または測角装置 - Google Patents
測長または測角装置Info
- Publication number
- JP2732488B2 JP2732488B2 JP4205740A JP20574092A JP2732488B2 JP 2732488 B2 JP2732488 B2 JP 2732488B2 JP 4205740 A JP4205740 A JP 4205740A JP 20574092 A JP20574092 A JP 20574092A JP 2732488 B2 JP2732488 B2 JP 2732488B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graduation
- measuring
- value
- period
- measurement
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 42
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 10
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/287—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding using gradually changing slit width or pitch within one track; using plural tracks having slightly different pitches, e.g. of the Vernier or nonius type
-
- 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
- G01D5/244—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/249—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
- G01D5/2497—Absolute encoders
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、それぞれに走査装置
が付属する目盛周期の異なる複数の測定目盛を有する測
定目盛板を備えた測長または測角装置に関する。
が付属する目盛周期の異なる複数の測定目盛を有する測
定目盛板を備えた測長または測角装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の測定装置は、特に工作機械で加
工すべき加工品に対する工具の相対位置を測定するため
に、また座標測定機械で検査物体の位置や寸法を求める
ために使用される。このような測定装置では、増分式の
（インクレメンタル）測長または測角装置と符号化され
た測長または測角装置とを区別している。
工すべき加工品に対する工具の相対位置を測定するため
に、また座標測定機械で検査物体の位置や寸法を求める
ために使用される。このような測定装置では、増分式の
（インクレメンタル）測長または測角装置と符号化され
た測長または測角装置とを区別している。
【０００３】増分式の距離測定装置には増分目盛を付け
た目盛ホルダーがあり、周期的な走査信号を発生させる
ため上記目盛を走査装置で走査する。そして、走査信号
から評価装置中で各目盛増分に対する計数パルスを得て
いる。計数器で計数パルスを計数するとその時の位置測
定値が求まり、この計数はその都度自由に選択できる測
定基準位置から開始して行われる。これ等の測定基準位
置には相互に区別するため符号化された基準マークが絶
対的に付属し、それ等のマークの位置が特定の位置に絶
対的に対応している。
た目盛ホルダーがあり、周期的な走査信号を発生させる
ため上記目盛を走査装置で走査する。そして、走査信号
から評価装置中で各目盛増分に対する計数パルスを得て
いる。計数器で計数パルスを計数するとその時の位置測
定値が求まり、この計数はその都度自由に選択できる測
定基準位置から開始して行われる。これ等の測定基準位
置には相互に区別するため符号化された基準マークが絶
対的に付属し、それ等のマークの位置が特定の位置に絶
対的に対応している。
【０００４】基準マークで発生する基準パルスは種々の
方法で評価される。例えば、計数器の零基準位置を再現
したり、測定を開始する特定の零基準位置から出発する
ため、あるいは計数器の計数結果を検査するため、およ
び後続する数値制御部で評価するために使用される。ド
イツ特許第 AS 12 58 120 号明細書によれば、異なった
間隔の連続する二つの目盛線の列をレベル表示器に設け
ている測長装置が知られている。二つの目盛線の列の間
隔の最小公倍数の長さに等しい目盛領域には、読取装置
のインデックスとこのインデックスに目盛の増大あるい
は減少方向で続く目盛線の部分線との間の残りの間隔が
順次マイクロメータで測定され、得られたマイクロメー
タの読みから読取装置のインデックスの位置が目盛の原
点に対して算出される。
方法で評価される。例えば、計数器の零基準位置を再現
したり、測定を開始する特定の零基準位置から出発する
ため、あるいは計数器の計数結果を検査するため、およ
び後続する数値制御部で評価するために使用される。ド
イツ特許第 AS 12 58 120 号明細書によれば、異なった
間隔の連続する二つの目盛線の列をレベル表示器に設け
ている測長装置が知られている。二つの目盛線の列の間
隔の最小公倍数の長さに等しい目盛領域には、読取装置
のインデックスとこのインデックスに目盛の増大あるい
は減少方向で続く目盛線の部分線との間の残りの間隔が
順次マイクロメータで測定され、得られたマイクロメー
タの読みから読取装置のインデックスの位置が目盛の原
点に対して算出される。
【０００５】他の位置測定装置は WO 89/11080-A1 明細
書により周知である。この明細書には以下のことが記載
されている。即ち、位置測定装置中で実際に何時でも位
置を符号化した信号を発生させるため、二つのトラック
を二つのセンサで走査する。両センサが各一対の正弦波
信号(cosα; sinα; cosβ; sinβ) あるいは何時も
規定された位相位置の類似する周期信号を発生させ、両
信号の周期の長さが n/(n ＋1)になる。こうして、求め
た相対間隔が二つの位相位置の差として与えられる。
書により周知である。この明細書には以下のことが記載
されている。即ち、位置測定装置中で実際に何時でも位
置を符号化した信号を発生させるため、二つのトラック
を二つのセンサで走査する。両センサが各一対の正弦波
信号(cosα; sinα; cosβ; sinβ) あるいは何時も
規定された位相位置の類似する周期信号を発生させ、両
信号の周期の長さが n/(n ＋1)になる。こうして、求め
た相対間隔が二つの位相位置の差として与えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、分
解能が高く、補間誤差の影響が少なく、測定長が長いと
言う要請を満たし、総数ができる限り少ないトラックか
ら絶対符号化された位置測定値を出力し、増分式の出力
信号も出力できる測長まはは測角装置を提供することに
ある。
解能が高く、補間誤差の影響が少なく、測定長が長いと
言う要請を満たし、総数ができる限り少ないトラックか
ら絶対符号化された位置測定値を出力し、増分式の出力
信号も出力できる測長まはは測角装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の測長または測角装置にあっ
て、第一測定目盛４が値 Pの目盛周期 T1 を有し、他の
N番目の測定目盛の目盛周期 TN の逆数値から第一測定
目盛の目盛周期T1の逆数値を引き算したものがそれぞれ
N番目の測定目盛に対して N-1次の項までの有限な等比
級数であり、種々の目盛周期に対して、個々の項の符号
が正である場合、
により、冒頭に述べた種類の測長または測角装置にあっ
て、第一測定目盛４が値 Pの目盛周期 T1 を有し、他の
N番目の測定目盛の目盛周期 TN の逆数値から第一測定
目盛の目盛周期T1の逆数値を引き算したものがそれぞれ
N番目の測定目盛に対して N-1次の項までの有限な等比
級数であり、種々の目盛周期に対して、個々の項の符号
が正である場合、
【０００８】
【外５】 であり、ここで Aが第二測定目盛以降の１目盛周期内で
取り得る符号値の数で、B が補間係数、つまり１目盛周
期内で補間できる数であり、 A≦ B/2のように選択され
ていて、評価装置により各目盛周期内で補間により求め
た移動割合 ZN から先ず中間値XN を式
取り得る符号値の数で、B が補間係数、つまり１目盛周
期内で補間できる数であり、 A≦ B/2のように選択され
ていて、評価装置により各目盛周期内で補間により求め
た移動割合 ZN から先ず中間値XN を式
【０００９】
【外６】 に従って求め、ここで R｛｝および [］がそれぞれ括弧
内の数値の少数点以下を四捨五入および切り捨てを意味
し、この場合「モジュロ」計算法、が使用されることに
よって解決されている。更に、上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の測長または測角装置にあっ
て、第一測定目盛４が値 Pの目盛周期 T1 を有し、他の
N番目の測定目盛の目盛周期 TN の逆数値から第一測定
目盛の目盛周期 T1 の逆数値を引き算したものがそれぞ
れ N番目の測定目盛に対して等比級数列の N次の項であ
り、種々の目盛周期に対して、個々の項の符号が正であ
る場合、
内の数値の少数点以下を四捨五入および切り捨てを意味
し、この場合「モジュロ」計算法、が使用されることに
よって解決されている。更に、上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の測長または測角装置にあっ
て、第一測定目盛４が値 Pの目盛周期 T1 を有し、他の
N番目の測定目盛の目盛周期 TN の逆数値から第一測定
目盛の目盛周期 T1 の逆数値を引き算したものがそれぞ
れ N番目の測定目盛に対して等比級数列の N次の項であ
り、種々の目盛周期に対して、個々の項の符号が正であ
る場合、
【００１０】
【外７】 であり、ここで Aが第二測定目盛以降の１目盛周期内で
取り得る符号値の数で、B が補間係数、つまり１目盛周
期内で補間できる数であり、 A≦ B/2のように選択され
ていて、評価装置により各目盛周期内で補間により求め
た移動割合 ZN から先ず中間値XN を式
取り得る符号値の数で、B が補間係数、つまり１目盛周
期内で補間できる数であり、 A≦ B/2のように選択され
ていて、評価装置により各目盛周期内で補間により求め
た移動割合 ZN から先ず中間値XN を式
【００１１】
【外８】 に従って求め、ここで R｛｝および [］がそれぞれ括弧
内の数値の少数点以下を四捨五入および切り捨てを意味
し、この場合「モジュロ」計算法、 V mod W≡ V−W・[V/W] が使用されることによって解決されている。
内の数値の少数点以下を四捨五入および切り捨てを意味
し、この場合「モジュロ」計算法、 V mod W≡ V−W・[V/W] が使用されることによって解決されている。
【００１２】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づきこの発明を
より詳しく説明する。図１に示す測長装置には、照明光
源１と平行光線を目盛板３に向ける集束レンズ２とがあ
る。目盛板３には目盛周期が互いに異なる測定目盛４，
５，６，７の４つのトラックがある。
より詳しく説明する。図１に示す測長装置には、照明光
源１と平行光線を目盛板３に向ける集束レンズ２とがあ
る。目盛板３には目盛周期が互いに異なる測定目盛４，
５，６，７の４つのトラックがある。
【００１３】更に、走査板８と検出ユニット９が設けて
あり、この走査視野と検出器視野は測定目盛に合わせて
付属させてある。評価装置には符号１０を付ける。測定
目盛４，５，６，７の各トラックは周知のように 1/4目
盛周期ほどずれた走査視野で走査される。従って、周知
のように、各々のトラックはそれぞれ測定目盛４，５，
６，７から 1/4目盛周期ほど互いずれた二つの正弦波形
の信号を発生する。これ等の信号は所定のステップ、つ
まり所定の刻みで補間される。
あり、この走査視野と検出器視野は測定目盛に合わせて
付属させてある。評価装置には符号１０を付ける。測定
目盛４，５，６，７の各トラックは周知のように 1/4目
盛周期ほどずれた走査視野で走査される。従って、周知
のように、各々のトラックはそれぞれ測定目盛４，５，
６，７から 1/4目盛周期ほど互いずれた二つの正弦波形
の信号を発生する。これ等の信号は所定のステップ、つ
まり所定の刻みで補間される。
【００１４】目盛周期で互いに目盛を刻むと、求めるべ
き位置の絶対値を特に簡単にしかも確実に符号化するこ
とができる。目盛を刻む数学関係式は、第一測定目盛４
が値Pの目盛周期 T1 を有し、第一測定目盛４の目盛周
期 T1 の逆数値 1/Pを差し引いた他の測定目盛５，６，
７の目盛周期 TN の逆数値は N番目の測定目盛に対して
N-1次の項までの有限な等比級数となることから与えら
れる。
き位置の絶対値を特に簡単にしかも確実に符号化するこ
とができる。目盛を刻む数学関係式は、第一測定目盛４
が値Pの目盛周期 T1 を有し、第一測定目盛４の目盛周
期 T1 の逆数値 1/Pを差し引いた他の測定目盛５，６，
７の目盛周期 TN の逆数値は N番目の測定目盛に対して
N-1次の項までの有限な等比級数となることから与えら
れる。
【００１５】等式として表すと、
【００１６】
【外９】 この原理は、目盛周期が大きくなる場合でも、目盛周期
が少なくなる場合でも当てはまるので、測定目盛の目盛
周期が変わる一般的に有効な二つの等式が求まる。即
ち、
が少なくなる場合でも当てはまるので、測定目盛の目盛
周期が変わる一般的に有効な二つの等式が求まる。即
ち、
【００１７】
【外１０】 この場合、上記の量は、 T1 ＝ P ＝基本測定目盛（第一トラック）の目盛周期 TN ＝他の測定目盛（第 Nトラック）の目盛周期 B ＝補間係数（１目盛周期内で補間できる数、つまり
1目盛周期内で B個の刻みが可能) A ＝第二トラック以降の１目盛周期内で取り得る符号
値の数（A ≦B/2) ZN ＝第 Nトラックでの補間値（目盛周期に対して補間
で求めた移動割合） を意味する。
1目盛周期内で B個の刻みが可能) A ＝第二トラック以降の１目盛周期内で取り得る符号
値の数（A ≦B/2) ZN ＝第 Nトラックでの補間値（目盛周期に対して補間
で求めた移動割合） を意味する。
【００１８】これ等のトラックを共通に評価すると、絶
対的に符号化された位置の値 CP が以下の等式 (3)とし
て求まる。即ち、
対的に符号化された位置の値 CP が以下の等式 (3)とし
て求まる。即ち、
【００１９】
【外１１】 であり、「モジュロ」計算法、 V mod W≡ V−W・[V/W] を用い、 R｛Ｄ｝は数値Ｄの少数点以下を四捨五入した
値を意味し、個々の級数の正符号（＋）が等式（１）
に、また負符号（−）が等式(2) に当てはまる。
値を意味し、個々の級数の正符号（＋）が等式（１）
に、また負符号（−）が等式(2) に当てはまる。
【００２０】なお、この絶対的に符号化された位置の値
CP （式 (3)) は数学的に厳密に導くことができないの
で、実験的に求めたものである。目盛周期に関して測定
目盛を刻む他の可能性は、等比数列の規則に従う刻み方
もある。つまり、第一測定目盛４は値 Pの目盛周期 T1
を有し、第一測定目盛４の目盛周期 T1 の逆数値 1/Pを
差し引いた他の測定目盛５，６，７の目盛周期 TN の逆
数値が等比数列に従って刻まれている。
CP （式 (3)) は数学的に厳密に導くことができないの
で、実験的に求めたものである。目盛周期に関して測定
目盛を刻む他の可能性は、等比数列の規則に従う刻み方
もある。つまり、第一測定目盛４は値 Pの目盛周期 T1
を有し、第一測定目盛４の目盛周期 T1 の逆数値 1/Pを
差し引いた他の測定目盛５，６，７の目盛周期 TN の逆
数値が等比数列に従って刻まれている。
【００２１】この実施態様は、以下のように、正符号の
級数項あるいは負符号の級数項に対する等式で表せる。
級数項あるいは負符号の級数項に対する等式で表せる。
【００２２】
【外１２】 等である。これにより、目盛周期を刻むには、既に説明
した個々の量の意味をそのまま用いて、一般的に下記の
ようになる。即ち、
した個々の量の意味をそのまま用いて、一般的に下記の
ようになる。即ち、
【００２３】
【外１３】 絶対的に符号化された位置の値を求めるためには、同じ
等式 (3)が (4)の正の符号の CP に対して、また (5)の
負の符号の CP に対して当てはまる。しかし、この場
合、
等式 (3)が (4)の正の符号の CP に対して、また (5)の
負の符号の CP に対して当てはまる。しかし、この場
合、
【００２４】
【外１４】 を意味する。(1), (2), (4) と (5)による上記４つの目
盛の可能性には、以下のことが当てはまる。即ち、N 個
のトラックがある場合では、絶対的に符号化できる範囲
が A(N-1)・B の測定ステップ、あるいは測定刻みであ
る。各トラックに対して許される位相のずれ（(1) と
(2) の場合) あるいは第 Nトラックに対する第 1トラッ
クの許される位相のずれ（(4) と(5) の場合) は±B/2A
で、それは以下の理由による。即ち、目盛の異なる複数
の増分トラックを備えた符号測定系では避け難い許容公
差があるので、これ等のトラックが僅かにずれた時に生
じる測定誤差をなくすため、全てのトラックの出力信号
を先ず周知の方法で B重に分割する。その結果、基本目
盛の測定ステップが基本目盛の目盛周期 Pの 1/Bにな
る。この基本目盛に対して１目盛周期内の符号値の数は
Bに等しい。しかし、他の全てのトラックに対して Bの
補間ステップから A個の符号値しか形成できない。この
場合 A≦ B/2 (特に A＝ B/8または A＝ B/16)である。
従って、個々の目盛トラックの位相位置が± 1・2・B/A
まで変化しても、誤差を含まない符号化された位置の
値 CP が与えられる。 例： N ＝ 4 本のトラック B ＝ 100の補間係数（つまり１目盛周期を 100等分する
ことを意味する） A ＝ 第二トラック以降で１目盛周期内に可能な符号値
の数が 10 P ＝ 100μm, 第一トラックの目盛周期（基本目盛） TN＝ 等式 (1)で定まる第 Nトラックの目盛周期
盛の可能性には、以下のことが当てはまる。即ち、N 個
のトラックがある場合では、絶対的に符号化できる範囲
が A(N-1)・B の測定ステップ、あるいは測定刻みであ
る。各トラックに対して許される位相のずれ（(1) と
(2) の場合) あるいは第 Nトラックに対する第 1トラッ
クの許される位相のずれ（(4) と(5) の場合) は±B/2A
で、それは以下の理由による。即ち、目盛の異なる複数
の増分トラックを備えた符号測定系では避け難い許容公
差があるので、これ等のトラックが僅かにずれた時に生
じる測定誤差をなくすため、全てのトラックの出力信号
を先ず周知の方法で B重に分割する。その結果、基本目
盛の測定ステップが基本目盛の目盛周期 Pの 1/Bにな
る。この基本目盛に対して１目盛周期内の符号値の数は
Bに等しい。しかし、他の全てのトラックに対して Bの
補間ステップから A個の符号値しか形成できない。この
場合 A≦ B/2 (特に A＝ B/8または A＝ B/16)である。
従って、個々の目盛トラックの位相位置が± 1・2・B/A
まで変化しても、誤差を含まない符号化された位置の
値 CP が与えられる。 例： N ＝ 4 本のトラック B ＝ 100の補間係数（つまり１目盛周期を 100等分する
ことを意味する） A ＝ 第二トラック以降で１目盛周期内に可能な符号値
の数が 10 P ＝ 100μm, 第一トラックの目盛周期（基本目盛） TN＝ 等式 (1)で定まる第 Nトラックの目盛周期
【００２５】
【外１５】 T1 ＝ 100μm T2 ＝ 90.909,090,9 μm T3 ＝ 90.090,090,09μm T4 ＝ 90.009,009,000 μm である。更に、トラック毎に許される位相誤差は、 ＜± B/2A ＝ 1/2・100/10＝ 5 補間ステップ ＜± 5μm である。
【００２６】一定の位置での各トラックの移動割合の表
示値 Z1, Z2, Z3 と Z4 から、位置の値 CP が算出され
る。つまり、
示値 Z1, Z2, Z3 と Z4 から、位置の値 CP が算出され
る。つまり、
【００２７】
【外１６】 相互のトラックの位相位置に誤差がない場合、４つの表
示値 Z1 ＝ 38, Z2 ＝12, Z3 ＝ 39, Z4 ＝ 52 から、
等式 (3)に代入した計数値を用いて、以下の符号化され
た位置の値 CP が生じる。即ち、
示値 Z1 ＝ 38, Z2 ＝12, Z3 ＝ 39, Z4 ＝ 52 から、
等式 (3)に代入した計数値を用いて、以下の符号化され
た位置の値 CP が生じる。即ち、
【００２８】
【外１７】 トラック３の 4μm の位相のずれは Z3 ＝ 43 を与え、
【００２９】
【外１８】 トラック３の位相が 4μm ほどずれても誤差を含む表示
値を与えない。これに対して、上記の例で条件 A≦ B/2
から外れた A＝ B＝ 100 を選ぶと、より広い測定範囲
A(N-1)・B となり、トラック位置に対する許容公差が
与えられない。
値を与えない。これに対して、上記の例で条件 A≦ B/2
から外れた A＝ B＝ 100 を選ぶと、より広い測定範囲
A(N-1)・B となり、トラック位置に対する許容公差が
与えられない。
【００３０】トラックの位相位置に誤差がない場合、移
動割合の４つの表示値 Z1 ＝ 36, Z2 ＝ 46, Z3 ＝ 94,
Z4 ＝ 21 から等式 (3)により符号化された以下の位置
の値 CP が求まる。つまり、
動割合の４つの表示値 Z1 ＝ 36, Z2 ＝ 46, Z3 ＝ 94,
Z4 ＝ 21 から等式 (3)により符号化された以下の位置
の値 CP が求まる。つまり、
【００３１】
【外１９】 トラック３に 1μm だけ位相のずれがあると、
【００３２】
【外２０】 トラック３の位相が 1μm ずれると、この例では約 1m
の誤差を含む表示となる。各々のトラックの個々の補間
値 ZN は絶対的に符号化された位置の値 CP を用いて求
まる。
の誤差を含む表示となる。各々のトラックの個々の補間
値 ZN は絶対的に符号化された位置の値 CP を用いて求
まる。
【００３３】
【外２１】 となる。個々の補間値 ZN は各周期 TN 内で 0から B-1
の値を占める。何故なら、１周期 TN が同じ B個の部分
に分割されているからである。 例： N ＝ 4本のトラック B ＝ 100の補間係数 A ＝ 第二トラック以降の１目盛周期内で可能な符号値
の数 10 P ＝ 100μm, 第一トラックの目盛周期。
の値を占める。何故なら、１周期 TN が同じ B個の部分
に分割されているからである。 例： N ＝ 4本のトラック B ＝ 100の補間係数 A ＝ 第二トラック以降の１目盛周期内で可能な符号値
の数 10 P ＝ 100μm, 第一トラックの目盛周期。
【００３４】等式 (1)により、
【００３５】
【外２２】 測定範囲は A(N-1)・B ＝ 103・100 ＝ 100,000測定ス
テップであり、1 測定ステップ＝ P/B＝ 100μm/100 ＝
1μm となる。例えば、 CP ＝ 12,738 μm の位置で
は、個々のトラックに対して以下の補間値となる。即
ち、
テップであり、1 測定ステップ＝ P/B＝ 100μm/100 ＝
1μm となる。例えば、 CP ＝ 12,738 μm の位置で
は、個々のトラックに対して以下の補間値となる。即
ち、
【００３６】
【外２３】 個々の補間値 ZN は移動割合として表示できる。図２
は、測定目盛４２，５２，６２と７２を前記方式の一つ
に従って刻んだ測定目盛板３２を示す。図示上の理由に
より、もちろん原理は極端に誇張して示してある。
は、測定目盛４２，５２，６２と７２を前記方式の一つ
に従って刻んだ測定目盛板３２を示す。図示上の理由に
より、もちろん原理は極端に誇張して示してある。
【００３７】この発明の測長または測角装置は、主とし
て格子構造状の測定目盛、つまり増分目盛を有するの
で、この測定装置は純増分式距離測定装置としても働
く。この発明は説明した光電測定原理に限定されるもの
ではない。他の周知の物理測定原理、例えば磁気、誘導
性および容量性の走査も測定目盛と走査装置を適当に構
成すれば可能であり等価である。
て格子構造状の測定目盛、つまり増分目盛を有するの
で、この測定装置は純増分式距離測定装置としても働
く。この発明は説明した光電測定原理に限定されるもの
ではない。他の周知の物理測定原理、例えば磁気、誘導
性および容量性の走査も測定目盛と走査装置を適当に構
成すれば可能であり等価である。
【００３８】
【発明の効果】この発明による測定装置の利点は、少な
い増分式のトラックを用いて、絶対符号化された位置を
測定長が長い場合でも高い分解能で求めることができ、
その際、どの増分トラックも補間に適している点にあ
る。
い増分式のトラックを用いて、絶対符号化された位置を
測定長が長い場合でも高い分解能で求めることができ、
その際、どの増分トラックも補間に適している点にあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による測長装置の特徴を示す主要部
の斜視図、
の斜視図、
【図２】 測定目盛板の平面図。
【図３】 本図は削除する図である。
【図４】 本図は削除する図である。
１ 照明光源 ２ 集束レンズ ３ 測定目盛板 ４，５，６，７；４２，５２，６２，７２ 測定目盛 ８ 走査板 ９ 検出ユニット １０ 評価装置 TN 目盛周期
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−67916（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 それぞれに走査装置が付属する目盛周期
の異なる多数の測定目盛を有する目盛板と、隣接する測
定目盛の信号の位相角の差から絶対位置の情報を形成す
る評価装置を備えた、測長または測角装置において、 第一測定目盛（４）が値 Pの目盛周期 T1 を有し、他の
N番目の測定目盛の目盛周期 TN の逆数値から第一測定
目盛の目盛周期 T1 の逆数値を引き算したものがそれぞ
れ N番目の測定目盛に対して N-1次の項までの有限な等
比級数であり、種々の目盛周期に対して、個々の項の符
号が正である場合、 【外１】 であり、ここで Aが第二測定目盛以降の１目盛周期内で
取り得る符号値の数で、B が補間係数、つまり１目盛周
期内で補間できる数であり、 A≦ B/2のように選択され
ていて、 評価装置により各目盛周期内で補間により求めた移動割
合 ZN から先ず中間値XN を式 【外２】 に従って求め、ここで R｛｝および [］がそれぞれ括弧
内の数値の少数点以下を四捨五入および切り捨てを意味
し、この場合「モジュロ」計算法、 V mod W≡ V−W・[V/W] が使用されることを特徴とする測長または測角装置。 - 【請求項２】 それぞれに走査装置が付属する目盛周期
の異なる多数の測定目盛を有する目盛板と、隣接する測
定目盛の信号の位相角の差から絶対位置の情報を形成す
る評価装置を備えた、測長または測角装置において、 第一測定目盛（４）が値 Pの目盛周期 T1 を有し、他の
N番目の測定目盛の目盛周期 TN の逆数値から第一測定
目盛の目盛周期 T1 の逆数値を引き算したものがそれぞ
れ N番目の測定目盛に対して等比級数列の N次の項であ
り、種々の目盛周期に対して、個々の項の符号が正であ
る場合、 【外３】 であり、ここで Aが第二測定目盛以降の１目盛周期内で
取り得る符号値の数で、B が補間係数、つまり１目盛周
期内で補間できる数であり、 A≦ B/2のように選択され
ていて、 評価装置により各目盛周期内で補間により求めた移動割
合 ZN から先ず中間値XN を式 【外４】 に従って求め、ここで R｛｝および [］がそれぞれ括弧
内の数値の少数点以下を四捨五入および切り捨てを意味
し、この場合「モジュロ」計算法、 V mod W≡ V−W・[V/W] が使用されることを特徴とする測長または測角装置。 - 【請求項３】 前記測長または測角装置を選択的に絶対
位置測定装置または増分距離測定装置として使用できる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の測長または
測角装置。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4125865A DE4125865C2 (de) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| DE9116791U DE9116791U1 (de) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| DE4212952A DE4212952C2 (de) | 1991-08-03 | 1992-04-18 | Längen- oder Winkelmeßeinrichtung |
| DE4125865:7 | 1992-04-18 | ||
| DE4212952:4 | 1992-04-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196451A JPH05196451A (ja) | 1993-08-06 |
| JP2732488B2 true JP2732488B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=27202783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4205740A Expired - Fee Related JP2732488B2 (ja) | 1991-08-03 | 1992-07-31 | 測長または測角装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0526730B1 (ja) |
| JP (1) | JP2732488B2 (ja) |
| DE (1) | DE4212952C2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0693672B1 (de) * | 1994-07-01 | 1996-12-18 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Längen- oder Winkelmesseinrichtung |
| DE4439693C2 (de) * | 1994-11-05 | 1997-04-24 | Hengstler Gmbh | Sensoreinheit für einen Drehgeber oder Lineargeber |
| DE10332413B3 (de) * | 2003-07-16 | 2005-04-28 | Ic Haus Gmbh | Positionsmessvorrichtung zum Ermitteln von Winkel- oder Längenpositionen |
| JP4917185B1 (ja) * | 2011-10-31 | 2012-04-18 | 捷利 壬生 | アブソリュートエンコーダ |
| CN103063239B (zh) * | 2012-12-28 | 2016-03-23 | 广东工业大学 | 一种绝对光栅尺测试平台及其测试方法 |
| US11940303B2 (en) | 2017-04-13 | 2024-03-26 | Sony Corporation | Position detection device and position detection method |
| CN111189396B (zh) * | 2019-11-19 | 2022-06-03 | 广东工业大学 | 一种基于神经网络的增量绝对光栅尺的位移检测方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1258120B (de) * | 1961-06-29 | 1968-01-04 | Kern & Co Ag | Verfahren zum Messen von Laengen mittels einer aus Strichfolgen bestehenden Teilung und einer Ablesevorrichtung und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens |
| JPS63311119A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-19 | Fanuc Ltd | 絶対位置エンコ−ダ |
| WO1989011080A1 (en) * | 1988-05-10 | 1989-11-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Position-coded sensor |
| JPH0267916A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-07 | Yamaha Corp | アブソリュートエンコーダ |
-
1992
- 1992-04-18 DE DE4212952A patent/DE4212952C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-26 EP EP92110883A patent/EP0526730B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-31 JP JP4205740A patent/JP2732488B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4212952A1 (de) | 1994-01-05 |
| JPH05196451A (ja) | 1993-08-06 |
| EP0526730A1 (de) | 1993-02-10 |
| EP0526730B1 (de) | 1995-03-01 |
| DE4212952C2 (de) | 1994-06-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0042179B1 (en) | Encoder | |
| JP2546823B2 (ja) | 位置検出方法および装置 | |
| JP3168451B2 (ja) | ロータリーエンコーダ | |
| EP0039082B1 (en) | Method and apparatus for measuring the displacement between a code plate and a sensor array | |
| KR970003620B1 (ko) | 피스톤 로드의 축선 방향 위치 검출기 | |
| US4794251A (en) | Apparatus for measuring lengths or angles | |
| EP0116636A1 (en) | POSITION MEASURING DEVICE. | |
| JPH06258102A (ja) | 測定装置 | |
| EP0111642B1 (en) | Method and apparatus for measuring a displacement of one member relative to another | |
| JPH07324948A (ja) | 位置測定装置 | |
| JP2732488B2 (ja) | 測長または測角装置 | |
| JP3021805B2 (ja) | 測尺装置 | |
| JP2635913B2 (ja) | 測長あるいは測角装置の方法 | |
| JPH09113213A (ja) | 高調波信号成分を濾波する装置 | |
| JP2678386B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPS6089713A (ja) | アブソリユ−ト式ポジシヨンエンコ−ダ | |
| JPH0157291B2 (ja) | ||
| JPH0141925B2 (ja) | ||
| JPS6324110A (ja) | 光学式位置検出装置 | |
| WO1991010288A2 (en) | Position sensor | |
| JP2736924B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP3327719B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPS6197520A (ja) | 変位検出装置 | |
| JPS61182521A (ja) | アブソリユ−ト変位検出スケ−ル | |
| JPH0949722A (ja) | 当接型測定器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971111 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |