JPS63286710A - 移動量検出器 - Google Patents

移動量検出器

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JPS63286710A
JPS63286710A JP12198787A JP12198787A JPS63286710A JP S63286710 A JPS63286710 A JP S63286710A JP 12198787 A JP12198787 A JP 12198787A JP 12198787 A JP12198787 A JP 12198787A JP S63286710 A JPS63286710 A JP S63286710A
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JP
Japan
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output
bridge circuits
magnetic recording
phase difference
recording body
Prior art date
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Pending
Application number
JP12198787A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuaki Toshima
戸嶋 靖明
Junichi Fukui
潤一 福井
Masahiko Sakai
正彦 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
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Publication date
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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)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、直線変位あるいは角変位を検出する移動量検
出器に関する。
従来の技術 この種のものとしては、磁気マークが記録された磁気記
録体と磁電換素子群との相対移動量を検出するようにし
たものが公知(例えば[磁気式エンコーダの特性と最適
使用法]高橋 正、゛84小型モータ技術シンポジウム
報文集51211〜51217、昭和59年2月29日
)であり、以下、それを図面を参照して説明する。
第4図において、10は磁気記録体であり、例えば非磁
性体を蒸着し、それにN、S極をピッチλで着磁してな
る。20はその磁気記録体10と対向して配置された8
個の磁電変換素子R1〜R3をブリッジ結線してなる出
力変換部であり、各磁電変換素子R1〜R6は互にNS
極のピッチλの174づつ隔てて配置されている。尚、
この場合、各磁電変換素子R’、−R,は、任意のピッ
チ数を隔てていても同様であり、それぞれの配置位置は
、(2g十174)λ、(2h+2/4)λ−(2i+
 3 /4 )λ。
(2j+ 1 )λ、(2k+ 5 /4 )λ、(2
p、+ 6/4 ’>λ、(2n+774)λ、(2n
+2 )λ[ここ1こ、g”’−nは、適宜選定される
整数]の関係を有していれば差支えない。
これら磁電変換素子R1〜R,は、そのR1とR7、R
2とR6、R1とR3、R4とR6の各一端が結線され
ると共に、R,とR4、R2とR8、R3とR7、R6
とRIlの各他端が結線され、第5図に示すように磁電
変換素子RIIR3−Rs −R、の群およびR,、R
4,R8、R3の群よりなる二つのブリッジ回路21.
22が形成され、この両ブリッジ回路21.22の各電
源接続端、すなわち磁電変換素子R1とR1の接続点、
R2とR4の接続点は図示されていない直流電源の電圧
出力■端子と、その対向接続点は00M端子と接続され
ている。
以上のものにおいて、磁気記録体10と出力変換部20
とが相対的に磁極のピッチ方向に×だけ移動すると、各
磁電変換素子R1〜R,と対向する位置の磁界の強さが
変化し、各ブリッジ回路21.22の出力端の電圧、す
なわち、磁電変換素子R1とR7、R1とR9の各接続
点間およびR2とR8、R4とR6の各接続点間の出力
電圧Va、Vbは、次のように移動量Xに対応してそれ
ぞれコサイン波状およびサイン波状に変化する。
■、 cc V cos(2π・x/λ/2)= V 
cos(4x x/λ)  (1)Vb ccVsin
(2π ・x/λ/2)= V 5in(4πX/λ)
  (2)これにより移動量Xが磁極ピッチ人ごとに2
周期分の変化をし、相互は90度位相差の2相のサイン
波出力が得られたことになり、例えばこの2相出力の立
上り、立下りをパルス化し、それを移動方向に対応させ
て可逆計数させることにより移動量Xが求められる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、これにおいては、移動距離の測定分解能
が磁気記録体のN、S極の着磁ピッチにより定まってし
まうため、高分解能化には限界がある。これを改善する
には、検出された前記出力電圧Va、Vbにそれぞれ別
の90度位相差の正弦波sinωt、cosωtを乗算
し、その和または差の出力Vcを求めることが考えられ
る。すなわち、 V CCV 5irlJ t−cos(4πx/ A 
)±V cosωt−5in(4πX/λ)こV 5i
n(ωt±4π×/λ)  (3)いま、これにおいて
、乗算するsinωttcosωtの角周波数ωを大に
選べば、その比較的短い周期ごとに位相差として移動量
Xを検出できることになり、その位相差は高周波数のク
ロックパルスを内挿することにより十分な分解能での測
定が可能となる。しかしながら、実際にはこの種の演算
は電気的に行なわれるため、角周波数ωの高周波化に対
する制約があり、さらに、演算精度やひずみ率が問題と
なってくるため、高分解能化と応答性を両立させること
は困難である。
腓皿、#elletl犬Jゾ肩1え 本発明は、上記問題点を解決するために、前記二つのブ
リッジ回路の電源接続端への印加電圧そのものを互に9
0度位相差の正弦波として各別に加えるようにしたもの
である。
すなわち、本発明は、N、S極がピッチλで交互に形成
された磁気記録体と、その磁気記録体と対向して、8個
の磁電変換素子R0〜R6がそれぞれ・ (2g+1/4)λ、(2h+2/4)λ、(2i+3
/4)λ、(2j+ 1 )λ、(2に+5/4)λ、
(2ρ十674)λ、(2n十774)^、(2n+ 
2 )λの位置[但し、g〜nは、適宜選定される整数
1に配置され、その磁電変換素子R7とR7、R2とR
いR1とR9、R4とR6の各一端を結線すると共に、
R1とR4、R2とR4、R9とR7、R6とR6の各
他端を結線して磁電変換素子R4、R4、R6、R7の
群およびR7、R4、R,、R6の群より構成される二
つのブリッジ回路を有する出力変換部とからなる移動量
検出器において、前記出力変換部の二つのブリッジ回路
の電源接続端を互に90度の位相差の正弦波を出力する
電源の出力端と各別に接続し、その二つのブリッジ回路
の出力の差動または和動出力を処理回路を介して取出す
ことを特徴とする移動量検出器である。
■ これにおいて、いま第1のブリッジ回路にV osit
ll t、第2のブリッジ回路にV 0eO8ωtの正
弦波を印加すると、各磁電変換素子R1〜R8には正弦
波が供給される結果、その各ブリッジ回路の出力電圧V
a’ 、Vb’は、自動的に前記(1)、(2)式の電
源電圧■をそれぞれV B、sinωL V o(!0
36J tに置き替えた次のような出力となる。
Va’戊■。sinωt・cos(4π×/λ)  (
4)Vb’ QCV 、cos6Jt−sin(4πx
/λ)  (5)そして、この両出力V a’ 、 V
 b’は処理回路に送られ、その差動または和動出力V
c″、すなわち、 V(!’ =Va’ +Vb’ 仄V 6sin(ωt±4xx/λ) (6)が形成さ
れる。
しかして、この場合には、正弦波sinωt。
eO3ωtが直接各対応するブリッジ回路に電源電圧と
して供給され、自動的に木算出カV a’ 、 V b
’が形成されるので、高応答性と高分解能の両立が行な
えることになる。
K庵に 本発明を磁気式エンコーダに実施した例を示す第1図に
おいて、エンコーダには前面板体2を貫通し、それに輪
受3,3に上り支承された検出軸1があり、その後端に
非磁性体ドラム4が固着され、そのドラム4の周辺と対
向して出力変換部40が配置され、これらドラム4、出
力変換部40はカバ一体6により覆われている。30は
前記ドラム4の周面上に蒸着された磁性体膜にピッチ角
PでN。
S極を交互に着磁してなる磁気記録体であり、第2図に
その磁気記録体30と前記出力変換部5との対向関係を
示している6図中、前記第4図と同符号を付した磁電変
換素子R1〜R,およびそれの磁気記録体30の磁極ピ
ッチPに対、する配置関係はピッチ入をPに置き換えた
だけで第4図と同様の関係にあり、これら磁電変換素子
R1〜R,は、そのR1とR7、R2とR6、R1とR
3、R1とR6の各一端が結線されると共に、R3とR
3、R2とR,、R。
とR7、R6とR8の各他端が結線され、第3図に示す
ように磁電変換素子R4、R4、R5、R6の群および
R7、R4、R6、R1の群よりなる第4、第2の二つ
のブリッジ回路41゜42が形成されている。そして、
その第4、第2のブリッジ回路41.42の電源接続端
は、図示されていない電源の90度の位相差の正弦波s
inωt、cosωtの出力端とそれぞれ接続(電源接
続点の他端はCOMりされ、また、各ブリッジ回路41
.42の出力端は、外部の処理回路内の各対応する差動
増幅器43.44に接続され、その各差動出力端は加算
器45の入力端と接続されている。
以上のものにおいて、検出軸1を被測定軸と結合すると
、その回動角θに応じて磁気記録体30上の磁極と出力
変換部5の磁電変換素子R1〜R8との相対位置関係が
変わり、その結果、@4、第2のブリッジ回路41゜4
2の出力端からは、前記(4)、(5)式において振動
距離Xを回動角θに、磁極ピッチλをピッチ角Pに置き
換えた出力Va”、Vb”すなわち、 V a” Ci V osi+ll t ・cos(4
yrθ/P)  (7)V b” QCV oeO3(
11t−5in(4πθ/P)  (8)高い分解能で
移動量の検出を行なうことがでが出力され、加算器45
からは、その加算出力Vc” V c” = V a” 十V b” CCV osin(ωt±4πθ/P)  (9)が取
出される。
したがって、この出力Vc”の位相変化量4πθ/Pを
電源出力V。sinωtと比較して求めることにより、
回動角θが判明する。
尚、上記実施例は本発明をエンコーグにおいて実施した
場合であるが、磁気記録体を直尺体上tこ形成すること
により直線移動量の検出も同様にして行なうことができ
る。
発明の効果 以上のとおりであり、本発明は磁気記録体と対向させて
磁電変換素子よりなる二つのブリッジ回路を配置してな
る移動量検出器において、そのブリッジ回路の供給電源
を90度位相差の正弦波としているので、移動量はその
正弦波に対応した出力の位相量に変換され、さ る。
【図面の簡単な説明】
!@1図は本発明の実施例を示す正面断面図、第2図は
本発明の実施例における磁電変換素子と磁気記録体との
対向関係を示す配置図、第3図は第2図のものの結線図
、第4図は従来のものの磁電変換素子と磁気記録体との
対向関係を示す配置図、第5図は第4図のものの結線図
である。 R1−R6: 磁電変換素子 30; 磁気記録体 40: 出力変換部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、N、S極がピッチλで交互に形成された磁気記録体
    と、その磁気記録体と対向して、8個の磁電変換素子R
    _1〜R_8がそれぞれ(2g+1/4)λ、(2h+
    2/4)λ、(2i+3/4)λ、(2j+1)λ、 (2k+5/4)λ、(2l+6/4)λ、(2n+7
    /4)λ、(2n+2)λの位置[但し、g〜nは適宜
    選定される整数]に配置され、その磁電変換素子R_1
    とR_7、R_2とR_8、R_3とR_5、R_4と
    R_6の各一端を結線すると共に、R_1とR_3、R
    _2とR_4、R_5とR_7、R_6とR_8の各他
    端を結線して磁電変換素子R_1、R_3、R_5、R
    _7の群およびR_2、R_4、R_6、R_5の群よ
    り構成される二つのブリッジ回路を有する出力変換部と
    からなる移動量検出器において、前記出力変換部の二つ
    のブリッジ回路の電源接続端を互に90度の位相差の正
    弦波を出力する電源の出力端と各別に接続し、その二つ
    のブリッジ回路の出力の差動または和動出力を処理回路
    を介して取出すことを特徴とする移動量検出器。
JP12198787A 1987-05-19 1987-05-19 移動量検出器 Pending JPS63286710A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532039A (ja) * 2005-03-02 2008-08-14 テトラ ラバル ホールデイングス エ フイナンス ソシエテ アノニム 磁気マーキングによって包装材料の位置を検出する位置検出器および方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6031014A (ja) * 1983-07-30 1985-02-16 Sanyo Electric Co Ltd 磁気抵抗体を使用してなす位置センサ

Patent Citations (1)

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