JPS60170710A - Correcting device for error in measured angle - Google Patents
Correcting device for error in measured angleInfo
- Publication number
- JPS60170710A JPS60170710A JP2659884A JP2659884A JPS60170710A JP S60170710 A JPS60170710 A JP S60170710A JP 2659884 A JP2659884 A JP 2659884A JP 2659884 A JP2659884 A JP 2659884A JP S60170710 A JPS60170710 A JP S60170710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- error
- angle
- constant
- correctors
- subslit
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエンコーダーを用いた電子式測角装置において
、走査波に含まれる直流成分、振幅誤差。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is an electronic angle measuring device using an encoder, which detects direct current components and amplitude errors contained in scanning waves.
位相誤差を測角操作中に逐次的に除去する如き測角誤差
の補正手段に関するものである。The present invention relates to a means for correcting angle measurement errors that sequentially removes phase errors during angle measurement operations.
近年来エンコーダーを用いた電子測角器が開発されつつ
あり、ｌＩ’Ｊ角精度も著しく向上して来た。In recent years, electronic angle measuring instruments using encoders have been developed, and the lI'J angle accuracy has also been significantly improved.
このような電子測角器の測角原理は既に公知ではあるが
、その概要について述べる。この測角器は円周上に等配
列した目盛を有するメインスリットとと４１に対向して
配置され、メインスリットと同一ピッチロ盛をもち、メ
インスリットを走査し得るように回転できるサブスリッ
ト、及び走査光情報を光電変換する受光器から成立って
いる。このサブスリッ１へ板には２種類のサブスリット
が設けら］ｔていて、その一つをメインスリット目盛に
完全に重ね合わせた場合に、他のサブスリットはメイン
スリブ１〜目盛ピッチの１７４だけシフトするように製
作されている。つまり、これら一対のサブスリッ１〜は
互に９０°だけ位相が異っている。サブスリン１〜板を
回転して、これら一対のサブスリツ１へを透過して得ら
れる走査光信号は通常一方が正弦波状であり、他方は余
弦波状である。正弦波状信号をＳ（χ）とし余弦波信号
をＣ（χ）とすると（χは角度）、実測される角度χは
Ｚ＝Ｌａｎ−’ （Ｓ（ｚ）／Ｃ（ｚ））で表わさＪＬ
る。Although the angle measurement principle of such an electronic goniometer is already known, an outline thereof will be described. This goniometer includes a main slit having scales arranged equally on the circumference; It consists of a photoreceiver that photoelectrically converts scanning light information. There are two types of sub-slits on the plate to this sub-slit 1], and when one of them is completely overlapped with the main slit scale, the other sub-slits are shifted by 174 of the scale pitch from main slit 1. is manufactured to do so. In other words, the phases of these pair of sub-slits 1 to 1 are different from each other by 90°. Of the scanning light signals obtained by rotating the sub-slits 1 to the plate and passing through the pair of sub-slits 1, one usually has a sine wave shape and the other has a cosine wave shape. If the sine wave signal is S(χ) and the cosine wave signal is C(χ) (χ is the angle), the actually measured angle χ is expressed as Z=Lan-' (S(z)/C(z)) JL
Ru.
スリン１−のピッチより大きい円弧に相当する角度はス
リットの目盛数を光電的にｔ１数することによりＨ１測
し、目盛ピッチ以内の角度は−Ｉ：、述の式にＪ、り可
成りの高分解能で内挿することが出来る。The angle corresponding to a circular arc larger than the pitch of Surin 1- is measured by H1 by photoelectrically counting the number of graduations of the slit by t1, and the angle within the graduation pitch is -I:, and J in the above formula is quite large. Interpolation can be performed with high resolution.
実際の測角器ではメインスリットの目盛数が例えば１６
２００１ｉｎｅ／全周設けられており、その１ピツチは
８０′に相当する。上述の如き内挿法を用いて数秒程度
の測角精度が期待できる。In an actual goniometer, the number of graduations on the main slit is, for example, 16.
2001ine/all around the circumference, one pitch corresponds to 80'. Using the interpolation method described above, angle measurement accuracy of several seconds can be expected.
しかしこのように簡単な測角原理であっても実際には各
種の測角誤差要因を伴い、上記例示の如く高精度が要求
されるため尚更これら誤差要因を最小限に抑圧しなけれ
ばならない。誤差の種類は大別すると １）偏芯誤差：
サブスリン１〜の回転中心の偏芯であり直接的な機械的
測角誤差を生じると共に走査信号が振幅変調される。
」ｊ）走査信号に含まれるもの：正、余弦信号の直流成
分、回折光に含まれる高調波歪み、正、余弦信号相互の
振幅差、位相誤差である。However, even with such a simple angle measurement principle, there are actually various angle measurement error factors, and since high accuracy is required as illustrated above, it is even more necessary to suppress these error factors to a minimum. The types of errors can be broadly classified as follows: 1) Eccentricity error:
The eccentricity of the rotation center of the sub-strains 1 causes a direct mechanical angle measurement error, and the scanning signal is amplitude-modulated.
j) What is included in the scanning signal: DC components of the positive and cosine signals, harmonic distortion contained in the diffracted light, amplitude difference between the positive and cosine signals, and phase error.
本発明では、先ずサブスリン１−による目盛１ピッチ分
の走査、即ち正弦波状信号の一周期につき３０ないし４
０点のサンプリング点におけるＳ（χ、）。In the present invention, first, the sub line 1- scans one pitch of the scale, that is, 30 to 4 scans per period of the sine wave signal.
S(χ,) at zero sampling point.
Ｃ（χ１）の値を予め計測しておく。ついでフーリエ解
析の手法に基づき各波の直流分（フーリエ０火成分）、
高調波成分、基本波の振幅と位相差をコンピュータ計算
する。このようにして得られた数個の定数を測角器内に
記憶しておき、これら定数を駆使して上記の誤差要因ｉ
ｉ）を除去し正しい測角を行わしめるものである。The value of C(χ1) is measured in advance. Next, based on the Fourier analysis method, the DC component of each wave (Fourier 0 component),
The harmonic components, the amplitude and phase difference of the fundamental wave are calculated by computer. Several constants obtained in this way are stored in the goniometer, and these constants are used to determine the error factor i mentioned above.
i) is removed and correct angle measurement is performed.
かくして本発明の目的は、予め開側された数個の定数を
測角器内に記憶させ、これら定数を用いてリアルタイム
で計測される走査信号中の諸誤差を補正し、真の角度を
得る如き比較的廉価な測角誤差の補正手段を提供するこ
とにある。Thus, an object of the present invention is to store several constants that are opened in advance in the goniometer, and to use these constants to correct various errors in the scanning signal measured in real time to obtain the true angle. The object of the present invention is to provide a relatively inexpensive means for correcting angle measurement errors.
次いで本発明の誤差補正手段が成立するための条件につ
いて述べる。このような誤差補正を有効にする条件は２
つの走査信号がメインスリットの円周目盛のどの部位で
も同じ状態で生起しかつ経時変化をしないことである。Next, conditions for the error correction means of the present invention to be established will be described. The conditions for enabling this kind of error correction are 2.
The two scanning signals occur in the same manner at any position on the circumferential scale of the main slit and do not change over time.
このためにはスリットの照明光学系の照度が一定なこと
等の光学的安定性、サブスリン１−の回転に伴うワフ・
フラッタ−等がないこと、回転軸のＩ１１芯がないこと
等の機構的安定性、及び受光素子や照明光源を含む電子
回路系の安定性が要求される。これ等の安定度を理想的
な状態に保持することは不可能であるから、ここで謂う
誤差補正には自ずから限界があり、その許容範囲はこＪ
しら３種類の安定性に依存する。For this purpose, optical stability such as constant illuminance of the illumination optical system of the slit, waffing due to rotation of the sub-slim 1-, etc.
Mechanical stability such as no flutter, no I11 core of the rotating shaft, and stability of the electronic circuit system including the light receiving element and the illumination light source are required. Since it is impossible to maintain such stability in an ideal state, there is a limit to the error correction referred to here, and the permissible range is as follows.
It depends on the stability of the three types of shira.
しかし乍ら、走査信号に多少の変動があっても経時変化
が微小であり、信号が準静的振舞をする限りにおいては
誤差補正手段は、１００％有効とは云えないまでも効果
的に作用する。However, even if there is some fluctuation in the scanning signal, the change over time is small, and as long as the signal behaves quasi-statically, the error correction means will work effectively even if it is not 100% effective. do.
次に、走査信号中に含まれる誤差の発生要因について述
へる。Next, the causes of errors included in the scanning signal will be described.
信号に含まれる直流成分と高調波歪は光学的及び電気的
要因に基づく。元来、走査光信号は両スリッ１−による
二重回折光によるモアレ縞の走査によって発生するもの
であり、このモアレ縞のビジビリティ−は常に１より小
さい為に必ず直流成分を含有する。また走査回折像は本
質的にフレネル回υｉ光であり、信じ変化は純粋な正弦
波ではなく高次のフーリエ成分を含みこのため高調波歪
みが信号中に存在する。こ、ｌＬ等の光学的要因の他に
電子的増幅器のＤＣオフセット、位相歪み、雑音などに
よってもこれら直流成分や高調波歪を生ずる。The DC component and harmonic distortion contained in the signal are based on optical and electrical factors. Originally, a scanning optical signal is generated by scanning moire fringes by double diffracted light by both slits 1, and since the visibility of these moire fringes is always less than 1, it always contains a DC component. Furthermore, the scanning diffraction image is essentially Fresnel circular υi light, and the beam change is not a pure sine wave but contains high-order Fourier components, and therefore harmonic distortion exists in the signal. In addition to optical factors such as L and L, these DC components and harmonic distortion are also caused by DC offset, phase distortion, noise, etc. of the electronic amplifier.
なお、直流成分を予め除去する方法は既に従来公知であ
るが、正、余弦波信号に対応する２つのサブスリン］−
の夫々に隣接して１８０°位相の異なるサブスリン１〜
を更に一対設置し、これらの検出信号の和演算を行って
直流成分を光電的に相殺する方法が採用されている。Note that the method of removing the DC component in advance is already known in the art, but there are two sub-series corresponding to positive and cosine wave signals]-
Subseries 1 to 1 with a 180° phase difference adjacent to each of
A method is adopted in which a pair of detectors are installed and the sum of these detection signals is performed to photoelectrically cancel out the DC component.
さらに偏芯誤差の相殺方法として周知の方法はこれら４
個１組のサブスリットを円周上１８０°隔てた位置に対
向配置するものがある。Furthermore, there are four well-known methods for canceling eccentricity errors.
There is one in which a set of sub-slits are arranged facing each other at positions separated by 180° on the circumference.
位相誤差は主として正、余弦波信号に対応するサブスリ
ットの位相が正確にπ／２にならずに側音しているため
に生じ、サブスリットの製作誤差として固定的で不変な
ものである。この誤差の他の原因は電子回路系の位相シ
フトである。The phase error mainly occurs because the phase of the subslit corresponding to the positive and cosine wave signals is not exactly π/2 but is sidetone, and is a fixed and unchanging manufacturing error of the subslit. Another cause of this error is phase shifts in the electronic circuit system.
この誤差補正手段の適用に当っては偏芯誤差は両スリッ
１〜組立時に調整して極力抑制しておかねばならない。When applying this error correction means, eccentricity errors must be suppressed as much as possible by adjusting them at the time of assembling both slits 1.
先にも述べたように偏芯によってサブスリッ１−の姿勢
が傾いて走査信号カ月辰幅変調と位相変調髪受け、円周
位置が異ると信号の恒マ１（′性が失われるからである
。As mentioned earlier, the attitude of the sub-slit 1- is tilted due to eccentricity, and the scanning signal receives radial width modulation and phase modulation. be.
本発明による測角誤差の補正手段に関する原理を説明す
る。The principle of the angle measurement error correction means according to the present invention will be explained.
誤差補正の準備段階は諸誤差を含む正、余弦波状信号の
サンプリングである。The preparatory stage for error correction is sampling of positive and cosine wave signals containing various errors.
サンプリングの範囲はメインスリットの１ピツチ。The sampling range is one pitch of the main slit.
即ち正、余弦波の一周期であるが、これを例えば４０等
分して、正しい回転角に刻するー・岡の正弦波及び余弦
波の値を実測する。That is, one period of a positive and cosine wave is divided into, for example, 40 equal parts and carved at the correct rotation angle.The values of Oka's sine wave and cosine wave are actually measured.
このため、サブスリットの回転軸に長いレバーを固定し
、その外端を精密な送り機構、たとえばマイクロメータ
ーヘッドで押して微、ｔｌｌｌｆｉｌずつレバーを回転
させる。先述の数値例によるとサブスリツ１−の直径を
８０ ＋ｎ ｍとした場合、スリットの１ピツチは１６
μ（角度換算８０＃）である。レバー長を２００ ｍ
ｍとすれば、サブスリットが８０秒回転するとレバー外
端は８０μ移動する。この回転角を４０等分するとその
増分２秒に対応するマイクロメーターヘッドの送り量は
２μである。現行のマイクロメーターヘッドにおいてこ
の程度の精度は充分に保証しうるから、正確な回転角に
おける正、余弦波の数値が得られる。なお、サブスリッ
ト回転軸の偏芯誤差は調整されて微小量に抑えているが
、このサンプリング値の実測はメインスリットの円周玉
数箇所で行い、これら実測値の平均を誤差補正に採用す
べきである。For this purpose, a long lever is fixed to the rotating shaft of the sub-slit, and the outer end of the lever is pushed by a precision feeding mechanism, such as a micrometer head, to rotate the lever minutely by tllllfil. According to the numerical example mentioned earlier, if the diameter of the sub-slit 1- is 80 + nm, one pitch of the slit is 16
μ (angle conversion: 80#). Lever length is 200 m
If m, then when the sub-slit rotates for 80 seconds, the outer end of the lever moves by 80μ. If this rotation angle is divided into 40 equal parts, the feed amount of the micrometer head corresponding to the increment of 2 seconds is 2 μ. Current micrometer heads can sufficiently guarantee this degree of accuracy, so that positive and cosine wave values can be obtained at accurate rotation angles. Although the eccentricity error of the sub-slit rotation axis has been adjusted to a very small amount, the sampling values were actually measured at several locations around the main slit, and the average of these measured values was used to correct the error. Should.
ついで、補正定数の割算方法について述べる。Next, a method of dividing the correction constant will be described.
このようにして実４１すされた余弦波、正弦波を角度χ
の函数としてそｉシぞれＣ（χ）、Ｓ（χ）とすると、
Ｃ（ｚ）＝ａ Ｈ＋ａ２ ｃｏｓ （ｚ＋ａ：＋ ）
＋Ｃｎ （Ｚ） ・・・（ｌ）Ｓ（χ）＝ ｂ １＋
ｂ ２ ｓｉｎ （χ＋ｂ３）＋Ｓｎ（χ）・・・・（
２）で表わされる。ここでａ、１．Ｊは実測波に含まれ
る直流成分、ａ２．ｂ２は振幅、ａ３ｒｂ３は位相誤差
、ｃｎ（χ）、５Ｔｌ（χ）は高調波歪である。In this way, the actual cosine and sine waves are converted to an angle χ
Let C(χ) and S(χ) be the functions of C(z)=a H+a2 cos (z+a:+ )
+Cn (Z) ... (l) S (χ) = b 1+
b 2 sin (χ+b3)+Sn(χ)・・・(
2). Here a, 1. J is a DC component included in the measured wave, a2. b2 is the amplitude, a3rb3 is the phase error, and cn(χ) and 5Tl(χ) are the harmonic distortions.
これらの実測値はフーリエ係数ａ。（ｒ＋） 、 ｂｏ
（ｎ）、ａｓ（ｎ）ｌ ｂｓ（ｎ）を用いて次のように
も表わせる。These measured values are Fourier coefficients a. (r+), bo
(n), as(n)l bs(n), it can also be expressed as follows.
ここでａ。Ｃ＋ａＯ５はフーリエＯ火成分である。Here a. C+aO5 is the Fourier O fire component.
またＮの４直は通常５ないし７に選んでよいが、これは
実測される回折光の高調波成分は僅少で歪率が３％以下
であることに依る。In addition, the number of four shifts of N may normally be selected from 5 to 7, but this depends on the fact that the actually measured harmonic component of the diffracted light is very small and the distortion rate is 3% or less.
実４１りしたＷ個（たとえばｗ＝４ｏ）のＳｉ（χ）。There are actually 41 W (for example, w=4o) Si(χ).
Ｃ＋（χ）＋ １＝ｌ、２！、 ３．・・・・・・・、
Ｗからフーリエ係数をコンピュータにて計算する手法は
既に公知であるから説明を省略する。C+(χ)+ 1=l, 2! , 3.・・・・・・・・・、
Since the method of calculating Fourier coefficients from W using a computer is already well known, the explanation thereof will be omitted.
これらフーリエ係数が予め計算されていると、式（１）
及び（２）の係数ａｊ、ｂｉは次のようにめられるＮ＝
１，２．３）
ａｌ ＝ａｏＣｌ ｂｌ ：Ｑｏ Ｓ ｒｂ２−（ａ”
ｓ（り＋ｂ” ５（１） 斧 。If these Fourier coefficients are calculated in advance, Equation (1)
And the coefficients aj and bi in (2) are calculated as follows: N=
1, 2.3) al = aoCl bl :Qo S rb2-(a”
s(ri+b” 5(1) Ax.
ａ ３ 、＝ｔａｎ −、’ Ｃｂ（： （１）／ ａ
、Ｈ（１））ｂ ３ ＝ｂａｎ−” ［ｂ ｓ （１）
／ ａ ｓ （１）：ｌ ＝＝（５）以上の計算はすべ
てコンピュータにより予め計算して置き、測角装置内の
メモリーには式（５）の定数を入力する。a3,=tan-,'Cb(: (1)/a
, H(1)) b 3 = ban-” [b s (1)
/ a s (1): l == (5) All of the above calculations are calculated in advance by a computer, and the constant of equation (5) is input into the memory in the angle measuring device.
以下では図面に従って本発明による測角誤差の補正装置
の一実施例を説明する。An embodiment of the angle measurement error correcting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第】図は測角誤差の補正装置の一実施例を示す。FIG. 1 shows an embodiment of an angle measurement error correction device.
適当な照明光源（図示せず）により照明されたメインス
リッ１−１に極めて近接して対向配置され、メインスリ
ソ１−１の回転軸と同軸上を回転しつるサブスリン１〜
板２３の辺縁部には夫々余弦波用サブスリソ１−２及び
正弦波用サブスリット３が設けられている。これら余弦
波、正弦波用サブスリッ１−２及び３の直後には受光素
子４，５が配置され。Sub-slits 1 to 1 are arranged opposite to the main slit 1-1 in close proximity to the main slit 1-1 illuminated by a suitable illumination light source (not shown), and rotate on the same axis as the rotation axis of the main slit 1-1.
A cosine wave sub-slit 1-2 and a sine wave sub-slit 3 are provided at the edge of the plate 23, respectively. Immediately after these cosine wave and sine wave subslits 1-2 and 3, light receiving elements 4 and 5 are arranged.
サブスリノ１−２及び３により走査された回折像が光電
変換されて余Ｊｂ１．正弦波信号Ｃ（χ）、Ｓ（χ）を
発生する。メモリー６には式（５）で与えられた定数ａ
＋ ｒ ｂｌ （＋＝１＋ ２＋ ３）が既に記憶され
ている。一対の第１補正器７及び８では定数ａｌ、ａ７
＋ ｂ、＋ ｂ２を：Ａ モＩＪ ６ カラ受取りて
次の演算が行われる。The diffraction images scanned by the subsurinos 1-2 and 3 are photoelectrically converted to the remaining Jb1. Generates sinusoidal signals C(χ) and S(χ). Memory 6 contains the constant a given by equation (5)
+r bl (+=1+2+3) is already stored. In the pair of first correctors 7 and 8, constants al and a7
+ b, + b2 are received as: A mo IJ 6 and the next calculation is performed.
この第１補正器７，８の出力を夫々Ｃ＋（χ）。The outputs of the first correctors 7 and 8 are respectively C+(χ).
Ｓｌ（χ）とすると、 Ｃ＋（１）＝ （Ｃ（Ｚ） ａ＋）／ａ２ 。Assuming Sl(χ), C+(1)=(C(Z)a+)/a2.
Ｓ＋Ｃχ）＝ （Ｓ（χ）ｂ＋）／ｂ２ 目・・（６）
となる。式（６）と式（１）及び（２）を比較すると、
Ｃ＋（χ） ：ｃｏｓ （χ十８３） 。S+Cχ)=(S(χ)b+)/b2th...(6)
becomes. Comparing equation (6) with equations (1) and (2), we get
C+(χ):cos(χ183).
Ｓｌ （Ｚ） ＝ｓｉｎ （Ｚ＋ｂ３）となる。ただし
、ここでは高調波歪ｃ、１（χ）。Sl (Z) = sin (Z+b3). However, here, harmonic distortion c, 1(χ).
ｓｎ（χ）は誤差常数ａｉｒｂ＋に比べて３％以下のご
く僅少凧であり、数秒程度の−Ｉ１１角才ｊ′Ｊ度を保
証するには影響しないことが実験的に確認されている。It has been experimentally confirmed that sn(χ) is a very small amount of 3% or less compared to the error constant airb+, and does not affect the guarantee of -I11 angle j'J degrees of about several seconds.
したがってここでは高調波歪による誤差補正は行わない
。定数ｔ１算器１１ではメモリー６から定数ａ３ｒｂ３
を受取って定数ａ仕出力する。Therefore, error correction due to harmonic distortion is not performed here. The constant t1 calculator 11 retrieves the constant a3rb3 from the memory 6.
It receives and outputs constant a.
ａ＝’、ｃｏｓ（ａ３ ））３）
一対の第２補正器９及び１０では第１補正器の出力Ｃ＋
（χ）、Ｓｌ（χ）及びこの定数ａを用いて夫々出力Ｃ
２（χ）、Ｓ２（χ）を与える。a=', cos(a3)) 3) In the pair of second correctors 9 and 10, the output C+ of the first corrector
(χ), Sl(χ) and this constant a, the output C
2(χ) and S2(χ) are given.
Ｃ２（Ｚ） ” ［Ｓｌ （Ｚ） ｓｌｎ ａ３＋Ｇ＋
（Ｚ） ｃｏｓ ｂ３）／ａ −（７）Ｓ２ （Ｚ）
＝ （Ｓｌ （ｚ） Ｃｏ５ａ３−ｃ、 （ｚ） ｓ
ｉｎ ｂ３）／ａ −（８）これらの式（７） 、 （
８） 、 （６） 、 （］、）及び（２）を比較する
と式（７）、（８）は夫々正しい余弦波Ｃ２（Ｚ）＝Ｃ
Ｏ８Ｚ。C2 (Z) ” [Sl (Z) sln a3+G+
(Z) cos b3)/a - (7) S2 (Z)
= (Sl (z) Co5a3-c, (z) s
in b3)/a - (8) These formulas (7), (
8) Comparing , (6) , ( ], ) and (2), equations (7) and (8) are respectively correct cosine waves C2(Z)=C
O8Z.
正弦波Ｓ２（χ） ＝ｓｉｎχを与えることが判明する
。It turns out that a sine wave S2(χ)=sinχ is given.
これら出力Ｃ２（χ）、Ｓ２（χ）は角度８１算器１２
に入力し真の角度Ｚ ”シａｎ−１（Ｓ ２ （Ｚ）／
Ｃ２（χ）〕を出力する。この測角値χは表示器１３に
表示される。These outputs C2(χ) and S2(χ) are calculated by the angle 81 calculator 12.
and enter the true angle Z ” sian-1(S 2 (Z)/
C2(χ)] is output. This angle measurement value χ is displayed on the display 13.
第２図は測角誤差補正装置の各熱出力を示したものであ
る。図の上段は余弦波信号と正弦波信号を同時に示し、
下段はそのリサージュ図形である。FIG. 2 shows each heat output of the angle measurement error correction device. The upper part of the figure shows a cosine wave signal and a sine wave signal at the same time.
The bottom row is the Lissajous figure.
記号（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）は夫々受光素子４
，５の出力Ｃ（χ）、Ｓ（χ）；第１補正器７，８の出
力Ｃ１（χ）、Ｓｌ（χ）；第２補正器９，１０の出力
Ｃ２Ｃχ）、Ｓ２（χ）を示している。Symbols (a), (b), and (c) are the light receiving elements 4, respectively.
, 5 outputs C(χ), S(χ); outputs C1(χ), Sl(χ) of the first correctors 7, 8; outputs C2Cχ), S2(χ) of the second correctors 9, 10; It shows.
誤差補正前の歪んだ楕円が真円に近づく過程が判明する
。The process by which the distorted ellipse before error correction approaches a perfect circle becomes clear.
このようにして本発明になる測角補正装置は、予めサン
プリングされた測角値をもとに、フーリエ解析ｄ１算に
よりめられた誤差要因に関する諸定数を測角装置内に記
憶せしめ、誤差を含むＡ１す万位をこＡしら定数により
オンラインで補正して真の８１す万位をめうることが明
白となった。In this way, the angle measurement correction device of the present invention stores in the angle measurement device various constants related to error factors determined by Fourier analysis d1 calculation based on angle measurement values sampled in advance, and corrects the error. It has become clear that the true 810,000th position can be obtained by correcting the A1 millionth place including this on-line using the Ashira constant.
なお、以」二の説明では高調波歪の補正は無視したが、
更に高精度を要求される測角装置にあってはその補正も
可能である。高調波歪Ｃ７，（χ）。Note that the correction of harmonic distortion was ignored in the following explanation, but
Furthermore, in the case of an angle measuring device that requires high precision, this correction is also possible. Harmonic distortion C7, (χ).
Ｓη（χ）は真の角度χの函数であるから角度χが不明
の状態である補正前においてはその値がめられない様に
思える。しかし乍らニュー１〜ンの近似解法を駆使して
高速コンピュータにより、ｔｉ近解をめることが出来る
。何故ならば誤差を含む偽の実ａ＋１１角がこの近似解
の初期値になっているからである。しかし廉価かつ小型
化を要求される電子式セオドライトなどの実用的な測角
器においては、このような復雑かつ高速の８１算装置を
実装することは許されない。高調波歪の補正を行わなく
とも前述の理由により実際の測角器では充分な精度が保
証される。Since Sη(χ) is a function of the true angle χ, its value seems unlikely before correction when the angle χ is unknown. However, by making full use of the approximation methods of New 1 to 1 and using a high-speed computer, the ti approximate solution can be found. This is because the false real angle a+11 containing an error is the initial value of this approximate solution. However, in practical goniometers such as electronic theodolites that are required to be inexpensive and compact, it is not permissible to implement such a complex and high-speed 81 calculation device. For the reasons mentioned above, sufficient accuracy is guaranteed in an actual goniometer even without correction of harmonic distortion.
本発明による測角誤差補正装置は測地測置用の測角器の
みならず、ロボットなどの精密な測角センサーとして多
大の用途を期待しうるものである。The angle measurement error correction device according to the present invention can be expected to find many uses not only as a goniometer for geodetic positioning, but also as a precise angle measurement sensor for robots and the like.
第１図はｄｌす万感差補正装置の一実施例を示す。
第２図は測角誤差補正装置の各部の出力を示したもので
ある。
■・・・メインスリッ、１〜 ２，３・・サブスリット
４．５・・・受光素子 ６・・・メモリー７．８・・・
第１補正器 ９，１０・・・第２補正器１１ 定数′５
１算器 １２・・・角度計算器１３・・・表示器FIG. 1 shows an embodiment of the universal difference correction device. FIG. 2 shows the output of each part of the angle measurement error correction device. ■...Main slit, 1~2,3...Sub slit 4.5...Light receiving element 6...Memory 7.8...
First corrector 9, 10...Second corrector 11 Constant '5
1 Calculator 12... Angle calculator 13... Display
Claims (1)
既知の誤差定数を基にオンラインで逐次的に角度の実測
値を補２する手段において、誤差定数を記憶したメモリ
ーと、正弦波状信号と余弦波状信号を入力して実測値の
直流成分と振幅誤差とを補正する一対の第１補正器と、
補助定数に出力する定数計算器と、この定数Ｍ１算器及
び第１補正器に接続され、実測値の位相誤差を補正する
一対の第２補正器と、角度側算器と、表示器とから成る
測角誤差の補正装置。Regarding electronic 1111 angle devices using encoders,
A means for sequentially correcting the measured value of an angle online based on a known error constant, which inputs a memory storing the error constant, a sine wave signal and a cosine wave signal, and calculates the direct current component and amplitude error of the measured value. a pair of first correctors for correcting the
A constant calculator that outputs an auxiliary constant, a pair of second correctors that are connected to the constant M1 calculator and the first corrector and correct the phase error of the actual measurement value, an angle side calculator, and a display. An angle measurement error correction device consisting of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026598A JPH0643892B2 (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Correcting device for angle measurement error |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59026598A JPH0643892B2 (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Correcting device for angle measurement error |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60170710A true JPS60170710A (en) | 1985-09-04 |
| JPH0643892B2 JPH0643892B2 (en) | 1994-06-08 |
Family
ID=12197958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59026598A Expired - Lifetime JPH0643892B2 (en) | 1984-02-15 | 1984-02-15 | Correcting device for angle measurement error |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643892B2 (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0354416A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Okuma Mach Works Ltd | Position detecting apparatus |
| JPH03105225A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Hitachi Ltd | Angle sensor and torque sensor, and electric power steering apparatus controlled according to output of sensors |
| JPH03170011A (en) * | 1989-11-29 | 1991-07-23 | Okuma Mach Works Ltd | Error detecting method by position detector and position detector with automatic error correcting function |
| JPH04136714A (en) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Okuma Mach Works Ltd | Encoder |
| JP2010060579A (en) * | 2009-12-18 | 2010-03-18 | Nsk Ltd | Resolver, and method for adjusting position of shaft center of its stator, stator coil position adjusting method, and absolute accuracy measuring method |
| KR100991401B1 (en) | 2008-07-29 | 2010-11-03 | 캐논 가부시끼가이샤 | Detection apparatus |
| CN103438856A (en) * | 2013-09-18 | 2013-12-11 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | Measuring method for front angle of circumferential edge of spiral groove numerical control end mill |
| JP2016085205A (en) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | Position detection device, electronic apparatus, recording device, robot, and position detection method |
| WO2016132773A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | ソニー株式会社 | Information processing device, information processing method, and support arm device |
| JP2017517746A (en) * | 2014-04-10 | 2017-06-29 | コリア リサーチ インスティトゥート オブ スタンダーズ アンド サイエンス | Measurement method of vibration displacement using state variation principle |
| JP2018021901A (en) * | 2016-07-20 | 2018-02-08 | Tdk株式会社 | Angle sensor and angle sensor system |
| WO2018092416A1 (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Rotary encoder signal processing device and rotary encoder signal processing method |
| WO2019216235A1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 株式会社三共製作所 | Angle detector |
| CN110506196A (en) * | 2017-04-13 | 2019-11-26 | 索尼公司 | Position detecting device and method for detecting position |
| WO2020213181A1 (en) * | 2019-04-19 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Angle detection device |
| US10836429B2 (en) | 2016-07-20 | 2020-11-17 | Tdk Corporation | Angle sensor and angle sensor system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5371720B2 (en) * | 2009-12-03 | 2013-12-18 | キヤノン株式会社 | POSITION SIGNAL CORRECTION DEVICE AND POSITION SIGNAL CORRECTION METHOD |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614903A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Interpolation method in digital length measuring or angle measuring system |
| JPS5757212A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Rotation angle measuring device |
-
1984
- 1984-02-15 JP JP59026598A patent/JPH0643892B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614903A (en) * | 1979-07-18 | 1981-02-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Interpolation method in digital length measuring or angle measuring system |
| JPS5757212A (en) * | 1980-09-25 | 1982-04-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Rotation angle measuring device |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0354416A (en) * | 1989-07-21 | 1991-03-08 | Okuma Mach Works Ltd | Position detecting apparatus |
| JPH03105225A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Hitachi Ltd | Angle sensor and torque sensor, and electric power steering apparatus controlled according to output of sensors |
| JPH03170011A (en) * | 1989-11-29 | 1991-07-23 | Okuma Mach Works Ltd | Error detecting method by position detector and position detector with automatic error correcting function |
| JPH04136714A (en) * | 1990-09-28 | 1992-05-11 | Okuma Mach Works Ltd | Encoder |
| KR100991401B1 (en) | 2008-07-29 | 2010-11-03 | 캐논 가부시끼가이샤 | Detection apparatus |
| JP2010060579A (en) * | 2009-12-18 | 2010-03-18 | Nsk Ltd | Resolver, and method for adjusting position of shaft center of its stator, stator coil position adjusting method, and absolute accuracy measuring method |
| CN103438856A (en) * | 2013-09-18 | 2013-12-11 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | Measuring method for front angle of circumferential edge of spiral groove numerical control end mill |
| CN103438856B (en) * | 2013-09-18 | 2016-02-10 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | The measuring method of front angle of circumferential edge of spiral groove numerical control end mill |
| JP2017517746A (en) * | 2014-04-10 | 2017-06-29 | コリア リサーチ インスティトゥート オブ スタンダーズ アンド サイエンス | Measurement method of vibration displacement using state variation principle |
| JP2016085205A (en) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | セイコーエプソン株式会社 | Position detection device, electronic apparatus, recording device, robot, and position detection method |
| WO2016132773A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | ソニー株式会社 | Information processing device, information processing method, and support arm device |
| US10836429B2 (en) | 2016-07-20 | 2020-11-17 | Tdk Corporation | Angle sensor and angle sensor system |
| JP2018021901A (en) * | 2016-07-20 | 2018-02-08 | Tdk株式会社 | Angle sensor and angle sensor system |
| WO2018092416A1 (en) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Rotary encoder signal processing device and rotary encoder signal processing method |
| CN110506196A (en) * | 2017-04-13 | 2019-11-26 | 索尼公司 | Position detecting device and method for detecting position |
| CN110998244A (en) * | 2018-05-11 | 2020-04-10 | 株式会社三共制作所 | Angle detector |
| WO2019216235A1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 株式会社三共製作所 | Angle detector |
| TWI714072B (en) * | 2018-05-11 | 2020-12-21 | 日商三共製作所股份有限公司 | Angle detector |
| JPWO2019216235A1 (en) * | 2018-05-11 | 2021-05-13 | 株式会社三共製作所 | Angle detector |
| US11573103B2 (en) | 2018-05-11 | 2023-02-07 | Sankyo Seisakusho Co. | Angle detector |
| WO2020213181A1 (en) * | 2019-04-19 | 2020-10-22 | 三菱電機株式会社 | Angle detection device |
| JP2020176933A (en) * | 2019-04-19 | 2020-10-29 | 三菱電機株式会社 | Angle detection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643892B2 (en) | 1994-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS60170710A (en) | Correcting device for error in measured angle | |
| US5026998A (en) | Shaft alignment checking method | |
| US6188341B1 (en) | Encoder interpolation circuit which corrects an interpolation angle between a received sine-wave encoder signal and a cosine-wave encoder signal | |
| JP4142942B2 (en) | Rotary encoder | |
| JP5973773B2 (en) | Rotation angle detector | |
| US4794251A (en) | Apparatus for measuring lengths or angles | |
| JPH0141923B2 (en) | ||
| WO1989000674A1 (en) | An optical angle-measuring device | |
| JP2007178320A (en) | Rotary encoder | |
| CN108827190B (en) | High-precision angle measurement error detection device based on double autocollimators and detection method thereof | |
| US5414516A (en) | Position measuring apparatus | |
| JPS61228309A (en) | Method for detecting position | |
| US5041988A (en) | Method and device for measuring a surface contour | |
| Wang et al. | Autocorrection of interpolation errors in optical encoders | |
| JP2839341B2 (en) | Calibration device for position signal | |
| US5698851A (en) | Device and method for precise angular measurement by mapping small rotations into large phase shifts | |
| JPH0410974B2 (en) | ||
| JPH0526686A (en) | Optical encoder | |
| KR101361625B1 (en) | Position Measuring Apparatus and Position Measuring Method | |
| JPS63256814A (en) | Position detector | |
| JPS61112914A (en) | Angle measuring device particularly for geodetic instrument | |
| JPS6211113A (en) | Position detector | |
| JP2002250639A (en) | Absolute position detection encoder | |
| JPH02272310A (en) | Rotation angle measuring instrument | |
| SU1174740A1 (en) | Device for calibrating testing of pointer-type devices with circular scale |