JPH0740173Y2 - 角度検出器 - Google Patents
角度検出器Info
- Publication number
- JPH0740173Y2 JPH0740173Y2 JP1988126261U JP12626188U JPH0740173Y2 JP H0740173 Y2 JPH0740173 Y2 JP H0740173Y2 JP 1988126261 U JP1988126261 U JP 1988126261U JP 12626188 U JP12626188 U JP 12626188U JP H0740173 Y2 JPH0740173 Y2 JP H0740173Y2
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- Japan
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- voltage
- phase
- rotation angle
- signal
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この考案は、シンクロ電機又はレゾルバからの角度信号
に基づいて所定角度を割出して検出器する角度検出器に
関し、特に検出される回転角度及び電源電圧の変動に関
係なく、高精度の角度割出し検出が可能な角度検出器に
関するものである。
に基づいて所定角度を割出して検出器する角度検出器に
関し、特に検出される回転角度及び電源電圧の変動に関
係なく、高精度の角度割出し検出が可能な角度検出器に
関するものである。
[従来の技術] 第5図は、例えば実公昭62−2487号公報に記載された従
来の角度検出器を示すブロック図である。
来の角度検出器を示すブロック図である。
図において、(1)は例えば制御発信機となるシンクロ
電機であり、ジャイロコンパス等に連結されたロータを
有しており、ロータの回転角度θに応じた3相の角度信
号(シンクロ信号)を各出力端子S1〜S3から出力するよ
うになっている。
電機であり、ジャイロコンパス等に連結されたロータを
有しており、ロータの回転角度θに応じた3相の角度信
号(シンクロ信号)を各出力端子S1〜S3から出力するよ
うになっている。
(2)はシンクロ電機(1)の出力端子S1及びS3に接続
されたトランス、(3)はトランス(2)に接続された
整流回路、(4)は所定角度φに相当する基準値φRを
出力する設定器、(5)は整流回路(3)及び設定器
(4)に接続された比較器、(6)は比較器(5)に接
続されたリレー駆動回路、(7)はリレー駆動回路
(6)に接続されたリレー、(8)はリレー(7)によ
り開閉される接点である。
されたトランス、(3)はトランス(2)に接続された
整流回路、(4)は所定角度φに相当する基準値φRを
出力する設定器、(5)は整流回路(3)及び設定器
(4)に接続された比較器、(6)は比較器(5)に接
続されたリレー駆動回路、(7)はリレー駆動回路
(6)に接続されたリレー、(8)はリレー(7)によ
り開閉される接点である。
次に、第5図に示した従来の角度検出器の動作について
説明する。
説明する。
シンクロ電機(1)に接続されたトランス(2)は、出
力端子S3及びS1間の1相分に相当する角度信号V31を取
り出し、整流回路(3)を介して直流電圧Eに変換した
後、比較器(5)に入力する。
力端子S3及びS1間の1相分に相当する角度信号V31を取
り出し、整流回路(3)を介して直流電圧Eに変換した
後、比較器(5)に入力する。
このとき、トランス(2)から得られる角度信号V
31は、 V31=Vo・sinθ・sinωt で表わされるので、整流回路(3)から出力される直流
電圧Eは、ロータの回転角度θが0°のとき0で、且つ
回転角度θに対してsinθの関係で増減する。
31は、 V31=Vo・sinθ・sinωt で表わされるので、整流回路(3)から出力される直流
電圧Eは、ロータの回転角度θが0°のとき0で、且つ
回転角度θに対してsinθの関係で増減する。
比較器(5)は、直流電圧Eを基準値φRと比較し、直
流電圧Eが基準値φRを越えたときに、検出角度が所定
角度(限界値)φを越えたと判断してオン信号Dを出力
する。
流電圧Eが基準値φRを越えたときに、検出角度が所定
角度(限界値)φを越えたと判断してオン信号Dを出力
する。
リレー駆動回路(6)は、オン信号Dを電力増幅してリ
レー(7)を駆動し、接点(8)を閉成する。この接点
出力は、例えば姿勢制御動作を停止させて制御対象の支
持機構を保護するための信号として用いられる。
レー(7)を駆動し、接点(8)を閉成する。この接点
出力は、例えば姿勢制御動作を停止させて制御対象の支
持機構を保護するための信号として用いられる。
[考案が解決しようとする課題] 従来の角度検出器は以上のように、シンクロ電機(1)
の1相分の角度信号V31の大小関係に基づいて所定角度
φを規定しているので、シンクロ電機(1)の電源電圧
(例えば、ロータ電圧VR)が変動すると、その影響を受
けて精度が悪くなるという問題点があった。
の1相分の角度信号V31の大小関係に基づいて所定角度
φを規定しているので、シンクロ電機(1)の電源電圧
(例えば、ロータ電圧VR)が変動すると、その影響を受
けて精度が悪くなるという問題点があった。
又、整流回路(3)からの直流電圧がsinθに比例する
ため、回転角度θが大きい場合には、検出される直流電
圧Eの変化が小さく且つ直線性が悪くなり、所定角度φ
の検出誤差が大きくなるという問題点があった。
ため、回転角度θが大きい場合には、検出される直流電
圧Eの変化が小さく且つ直線性が悪くなり、所定角度φ
の検出誤差が大きくなるという問題点があった。
この考案は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、回転角度及び電源電圧の変動に関係なく、高
精度の角度割出し検出が可能な角度検出器を得ることを
目的としたものである。
たもので、回転角度及び電源電圧の変動に関係なく、高
精度の角度割出し検出が可能な角度検出器を得ることを
目的としたものである。
[課題を解決するための手段] この考案に係る角度検出器は、回転角度を表わす2相の
角度信号を生成する回転角検出器と、所定角度に相当す
る位相差を設定するための設定器と、2相の角度信号を
位相差に基づいて所定の比率で加算するベクトル演算器
と、回転角検出器のロータ電圧に基づいて基準電圧を生
成するトランスと、ベクトル演算器からの出力電圧を基
準電圧で除算する同期整流器と、この同期整流器からの
直流電圧の正負に基づいて回転角度が所定角度に達した
ことを判定するための比較信号を出力する位相比較器と
を備えたものである。
角度信号を生成する回転角検出器と、所定角度に相当す
る位相差を設定するための設定器と、2相の角度信号を
位相差に基づいて所定の比率で加算するベクトル演算器
と、回転角検出器のロータ電圧に基づいて基準電圧を生
成するトランスと、ベクトル演算器からの出力電圧を基
準電圧で除算する同期整流器と、この同期整流器からの
直流電圧の正負に基づいて回転角度が所定角度に達した
ことを判定するための比較信号を出力する位相比較器と
を備えたものである。
[作用] この考案においては、2相の角度信号を所定比率でベク
トル演算して得られた出力電圧を、基準電圧で同期整流
することにより所定角度(位相差)を含む直流電圧と
し、この直流電圧の回転角度特性を位相比較器を介して
正負信号に波形整形することにより、検出された回転角
度が所定角度に達したときにオンとなる比較信号を出力
する。
トル演算して得られた出力電圧を、基準電圧で同期整流
することにより所定角度(位相差)を含む直流電圧と
し、この直流電圧の回転角度特性を位相比較器を介して
正負信号に波形整形することにより、検出された回転角
度が所定角度に達したときにオンとなる比較信号を出力
する。
[実施例] 以下、この考案の一実施例を図について説明する。第1
図はこの考案の一実施例を示すブロック図であり、
(1)、(6)〜(8)は前述と同様のものである。
図はこの考案の一実施例を示すブロック図であり、
(1)、(6)〜(8)は前述と同様のものである。
(10)はシンクロ電機(1)の各出力端子S1〜S3に接続
されたスコットトランス、(11)はスコットトランス
(10)に接続されたベクトル演算器、(12)はベクトル
演算器(11)の出力電圧Vaに対して所定角度θに相当
する位相差を与えるための設定器、(13)はシンクロ電
機(1)のロータ電圧VRを基準電圧として取り出すため
のトランス、(14)はベクトル演算器(11)及びトラン
ス(13)に接続された同期整流器、(15)は同期整流器
(14)とリレー駆動回路(6)との間に挿入された位相
比較器である。
されたスコットトランス、(11)はスコットトランス
(10)に接続されたベクトル演算器、(12)はベクトル
演算器(11)の出力電圧Vaに対して所定角度θに相当
する位相差を与えるための設定器、(13)はシンクロ電
機(1)のロータ電圧VRを基準電圧として取り出すため
のトランス、(14)はベクトル演算器(11)及びトラン
ス(13)に接続された同期整流器、(15)は同期整流器
(14)とリレー駆動回路(6)との間に挿入された位相
比較器である。
尚、ベクトル演算器(11)は、第2図に示すように、ス
コットトランス(10)からの2相の角度信号VS及びVCが
入力されるバッファアンプ(21)及び(22)と、バッフ
ァアンプ(21)及び(22)を介した角度信号VS及びVCを
任意の比率(a及びb)で加算する可変抵抗器(23)
と、可変抵抗器(23)の複数のタップT1〜Tnの1つに選
択的に接続される出力端子(24)とから構成されてい
る。
コットトランス(10)からの2相の角度信号VS及びVCが
入力されるバッファアンプ(21)及び(22)と、バッフ
ァアンプ(21)及び(22)を介した角度信号VS及びVCを
任意の比率(a及びb)で加算する可変抵抗器(23)
と、可変抵抗器(23)の複数のタップT1〜Tnの1つに選
択的に接続される出力端子(24)とから構成されてい
る。
又、位相比較器(15)は、第3図に示すように、同期整
流器(14)からの直流電圧Vbを0Vと比較する比較器
(31)から構成されている。
流器(14)からの直流電圧Vbを0Vと比較する比較器
(31)から構成されている。
次に、第4図の特性図を参照しながら、第1図〜第3図
に示したこの考案の一実施例の動作について説明する。
に示したこの考案の一実施例の動作について説明する。
シンクロ電機(1)は、ロータの回転角度θに応じて、
隣接する各出力端子S1〜S3間から3相の角度信号V31、V
12及びV23を出力する。ここで、シンクロ電機(1)の
励磁電圧、即ちロータ電圧VRを、 VR=Vo・sinωt …… とすれば、3相の各角度信号V31、V12及びV23は、それ
ぞれ、 V31=Vo・sinθ・sinωt …… V12=Vo・sin(θ−120°)・sinωt …… V23=Vo・sin(θ−240°)・sinωt …… で表わされる。
隣接する各出力端子S1〜S3間から3相の角度信号V31、V
12及びV23を出力する。ここで、シンクロ電機(1)の
励磁電圧、即ちロータ電圧VRを、 VR=Vo・sinωt …… とすれば、3相の各角度信号V31、V12及びV23は、それ
ぞれ、 V31=Vo・sinθ・sinωt …… V12=Vo・sin(θ−120°)・sinωt …… V23=Vo・sin(θ−240°)・sinωt …… で表わされる。
スコットトランス(10)は、〜式の角度信号V31、V
12及びV23に基づいて、 VS=Vo・sinθ.sinωt …… VC=Vo・cosθ.sinωt …… で表わされる2相の角度信号VS及びVCを生成し、これを
ベクトル演算器(11)に入力する。
12及びV23に基づいて、 VS=Vo・sinθ.sinωt …… VC=Vo・cosθ.sinωt …… で表わされる2相の角度信号VS及びVCを生成し、これを
ベクトル演算器(11)に入力する。
角度信号VS及びVCは、ベクトル演算器(11)内のバッフ
ァアンプ(21)及び(22)を介して可変抵抗器(23)の
両端に印加され、タップT1〜Tnの位置に応じた比率a
及びbで加算されて、出力電圧Vaとなる。
ァアンプ(21)及び(22)を介して可変抵抗器(23)の
両端に印加され、タップT1〜Tnの位置に応じた比率a
及びbで加算されて、出力電圧Vaとなる。
このとき、バッファアンプ(21)及び(22)の利得は通
常1であるが、もし負に設定すれば出力電圧VS、VCの極
性が反転されるので、結果的に、可変抵抗器(23)にお
いて出力電圧VS及びVCが減算されることになる。又、所
定角度φはタップ位置に依存する比率a及びbにより決
定するが、設定器(12)によりタップT1〜Tnの位置を選
択するか、又は、第2図の回路を複数個並列に設け、異
なるタップ位置(比率)の可変抵抗器(23)を選択すれ
ば、所定角度φを任意に設定することができる。
常1であるが、もし負に設定すれば出力電圧VS、VCの極
性が反転されるので、結果的に、可変抵抗器(23)にお
いて出力電圧VS及びVCが減算されることになる。又、所
定角度φはタップ位置に依存する比率a及びbにより決
定するが、設定器(12)によりタップT1〜Tnの位置を選
択するか、又は、第2図の回路を複数個並列に設け、異
なるタップ位置(比率)の可変抵抗器(23)を選択すれ
ば、所定角度φを任意に設定することができる。
この演算器(11)の出力電圧Vaは、 Va=aVo・sinθ・sinωt+bVo・cosθ・sinωt =V・sin(θ+φ)・sinωt …… 但し、V=(a2+b2)1/2Vo φ=tan-1(b/a) で表わされ、同期整流器(14)に入力される。
一方、トランス(13)を介してロータ電圧VRが基準電圧
として同期整流器(14)に入力されており、同期整流器
(14)は、出力電圧Vbをロータ電圧VRで除算(検波)
し、 Vb=Va/VR =V・sin(θ+φ)・sinωt/Vo・sinωt =V′sin(θ+φ) …… で表わされる直流電圧Vbを出力する。この直流電圧Vbの
回転角度θに対する特性は、第4図のようになり、ここ
で、実線は所定角度が0°の場合、2点鎖線は所定角度
が正(φ)の場合、破線は所定角度が負(−φ)の場合
をそれぞれ示している。
として同期整流器(14)に入力されており、同期整流器
(14)は、出力電圧Vbをロータ電圧VRで除算(検波)
し、 Vb=Va/VR =V・sin(θ+φ)・sinωt/Vo・sinωt =V′sin(θ+φ) …… で表わされる直流電圧Vbを出力する。この直流電圧Vbの
回転角度θに対する特性は、第4図のようになり、ここ
で、実線は所定角度が0°の場合、2点鎖線は所定角度
が正(φ)の場合、破線は所定角度が負(−φ)の場合
をそれぞれ示している。
次に、位相比較器(15)は、直流電圧VbをOVと比較し、
第4図のようにVb≧OVの区間にオンとなるように波形整
形された比較信号Cを出力する。この比較信号Cは、予
め設定された所定角度φを位相差として保持している。
従って、所定角度φ(位相差)の値にかかわらず、正弦
波の直線性等の影響を全く受けないため、常に高精度に
所定角度φを割出して検出することができる。
第4図のようにVb≧OVの区間にオンとなるように波形整
形された比較信号Cを出力する。この比較信号Cは、予
め設定された所定角度φを位相差として保持している。
従って、所定角度φ(位相差)の値にかかわらず、正弦
波の直線性等の影響を全く受けないため、常に高精度に
所定角度φを割出して検出することができる。
以下、リレー駆動回路(6)は、前述と同様に比較信号
Cを電力増幅してリレー(7)を駆動し、接点(8)を
閉成して対象位置制御用の接点出力を生成する。
Cを電力増幅してリレー(7)を駆動し、接点(8)を
閉成して対象位置制御用の接点出力を生成する。
尚、上記実施例では、スコットトランス(10)を用い
て、シンクロ電機(1)からの3相の角度信号V31、V12
及びV23を2相の角度信号VS及びVCに変換したが、シン
クロ電機(1)の代わりにレゾルバを用いれば、このレ
ゾルバから2相の角度信号VS及びVCが直接得られるので
スコットトランス(10)は省略できる。
て、シンクロ電機(1)からの3相の角度信号V31、V12
及びV23を2相の角度信号VS及びVCに変換したが、シン
クロ電機(1)の代わりにレゾルバを用いれば、このレ
ゾルバから2相の角度信号VS及びVCが直接得られるので
スコットトランス(10)は省略できる。
[考案の効果] 以上のようにこの考案によれば、回転角度を表わす2相
の角度信号を生成する回転角検出器と、所定角度に相当
する位相差を設定するための設定器と、2相の角度信号
を位相差に基づいて所定の比率で加算するベクトル演算
器と、回転角検出器のロータ電圧に基づいて基準電圧を
生成するトランスと、ベクトル演算器からの出力電圧を
基準電圧で除算する同期整流器と、この同期整流器から
の直流電圧の正負に基づいて回転角度が所定角度に達し
たことを判定するための比較信号を出力する位相比較器
とを設け、任意の所定角度を位相差として直流電圧に付
加してするようにしたので、回転角度及び電源電圧の変
動に関係なく高精度の角度割出し検出が可能な角度検出
器が得られる効果がある。
の角度信号を生成する回転角検出器と、所定角度に相当
する位相差を設定するための設定器と、2相の角度信号
を位相差に基づいて所定の比率で加算するベクトル演算
器と、回転角検出器のロータ電圧に基づいて基準電圧を
生成するトランスと、ベクトル演算器からの出力電圧を
基準電圧で除算する同期整流器と、この同期整流器から
の直流電圧の正負に基づいて回転角度が所定角度に達し
たことを判定するための比較信号を出力する位相比較器
とを設け、任意の所定角度を位相差として直流電圧に付
加してするようにしたので、回転角度及び電源電圧の変
動に関係なく高精度の角度割出し検出が可能な角度検出
器が得られる効果がある。
第1図はこの考案の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図内のベクトル演算器を示す構成図、第3図は第
1図内の位相比較器を示す構成図、第4図は第1図内の
直流電圧及び比較信号の回転角度に対する特性図、第5
図は従来の角度検出器を示すブロック図である。 (11)……ベクトル演算器、(12)……設定器 (14)……同期整流器、(15)……位相比較器 φ……所定角度、θ……回転角度 VS、VC……角度信号、Va……出力電圧 VR……ロータ電圧(基準電圧) Vb……直流電圧、C……比較信号 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
は第1図内のベクトル演算器を示す構成図、第3図は第
1図内の位相比較器を示す構成図、第4図は第1図内の
直流電圧及び比較信号の回転角度に対する特性図、第5
図は従来の角度検出器を示すブロック図である。 (11)……ベクトル演算器、(12)……設定器 (14)……同期整流器、(15)……位相比較器 φ……所定角度、θ……回転角度 VS、VC……角度信号、Va……出力電圧 VR……ロータ電圧(基準電圧) Vb……直流電圧、C……比較信号 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】回転角度を表わす2相の角度信号を生成す
る回転角検出器と、 所定角度に相当する位相差を設定するための設定器と、 前記2相の角度信号を前記位相差に基づいて所定の比率
で加算するベクトル演算器と、 前記回転角検出器のロータ電圧に基づいて基準電圧を生
成するトランスと、 前記ベクトル演算器からの出力電圧を前記基準電圧で除
算する同期整流器と、 この同期整流器からの直流電圧の正負に基づいて前記回
転角度が前記所定角度に達したことを判定するための比
較信号を出力する位相比較器と、 を備えた角度検出器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988126261U JPH0740173Y2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 角度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1988126261U JPH0740173Y2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 角度検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0248812U JPH0248812U (ja) | 1990-04-04 |
JPH0740173Y2 true JPH0740173Y2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=31377617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1988126261U Expired - Lifetime JPH0740173Y2 (ja) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | 角度検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0740173Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58111719A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Sony Magnescale Inc | 変位量検出器 |
-
1988
- 1988-09-29 JP JP1988126261U patent/JPH0740173Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0248812U (ja) | 1990-04-04 |
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