DE19521252C5 - Arrangement for transmitting position measurement signals - Google Patents
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Abstract
Positionsmeßeinrichtung mit
einem Teilungsträger, der eine inkrementale Teilung aufweist, bei dessen Abtastung positionsabhängige gegeneinander phasenverschobene analoge Positionsmeßsignale erzeugt werden,
einem dieser Positionsmeßeinrichtung zugeordneten Ausgabebaustein, an welchem eingangsseitig diese erzeugten analogen Positionsmeßsignale anliegen und der ausgangsseitig wenigstens eine Datenleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgabebaustein (103) Analogsignal-Verstärker (153) aufweist, an denen jeweils die Positionsmeßsignale (sin, cos) anstehen,
die Analogsignal-Verstärker (153) jeweils einen Steuersignal-Eingang (123) aufweisen, an denen jeweils ein Steuersignal (163) anlegbar ist, durch das der Ausgang (133) des jeweiligen Analogsignal-Verstärkers (153) hochohmig schaltbar ist, und
zwischen einer analogen und einer digitalen Betriebsphase der Positionsmeßeinrichtung auswählbar ist, wobei in der analogen Betriebsphase die am Ausgang (133) der Analogsignal-Verstärker (153) anstehenden analogen Positionsmeßsignale (sin, cos) auf der Datenleitung (143) ausgegeben werden und in der digitalen Betriebsphase Digitalsignale der Positionsmeßeinrichtung auf der Datenleitung (143) ausgegeben oder eingegeben werden und die jeweiligen Analogsignal-Verstärker (153) jeweils einen Steuersignal-Eingang (123) aufweisen,...Position measuring device with
a graduation carrier which has an incremental graduation, the sampling of which produces position-dependent analogue position-measuring signals which are phase-shifted relative to one another,
one of these position measuring associated output module, on which the input side applied these generated analog position measuring and the output side has at least one data line, characterized in that
the output module (103) has analog signal amplifiers (153), at each of which the position measuring signals (sin, cos) are present,
the analog signal amplifiers (153) each have a control signal input (123) to each of which a control signal (163) can be applied, by which the output (133) of the respective analog signal amplifier (153) is switched high impedance, and
is selectable between an analog and a digital phase of operation of the position measuring device, wherein in the analog phase of operation at the output (133) of the analog signal amplifier (153) pending analog Positionmeßsignale (sin, cos) are output on the data line (143) and in the digital Operating phase digital signals of the position measuring device on the data line (143) are output or input and the respective analog signal amplifier (153) each having a control signal input (123), ...
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an arrangement according to the preamble of
Positionsmeßeinrichtungen, bei denen die Erfindung Anwendung findet, liefern bekanntlich Impulse, deren Anzahl ein Maß für die lineare Verschiebung oder den Drehwinkel darstellt. Diese Impulse werden in einem elektronischen Vor-/Rückwärtszähler als Wegelemente aufsummiert und der Meßwert numerisch angezeigt.Position measuring devices in which the invention is used, as is known, provide pulses whose number represents a measure of the linear displacement or the angle of rotation. These pulses are summed up as path elements in an electronic up / down counter and the measured value is displayed numerically.
Die Auflösung von inkrementalen Positionsmeßeinrichtungen ist ohne weitere elektronische Unterteilung zunächst nur 1/4 der Teilungsperiode, da von zwei um 90° zueinander versetzten Photodetektoren der Abtasteinheit zwei entsprechend zueinander phasenverschobene Signale sin und cos erzeugt werden, die vier Nulldurchgänge zum Erzeugen von Zählimpulsen aufweisen. Besitzen die beiden Signale eine genügend gute Sinusform, lassen sie sich zwischen den Nulldurchgängen auf verschiedene Weise elektrisch interpolieren.The resolution of incremental position measuring without further electronic subdivision initially only 1/4 of the division period, since two mutually offset by 90 ° photodetectors of the scanning two correspondingly phase-shifted signals sin and cos are generated having four zero crossings for generating counts. If the two signals have a sufficiently good sinusoidal shape, they can be electrically interpolated between the zero crossings in various ways.
Eine Positionsmeßeinrichtung – von der diese Erfindung ausgeht – ist beispielsweise aus der
Der Betrieb von Positionsmeßeinrichtungen kann im industriellen Bereich durch eine Vielzahl von Störgrößen beeinflußt werden. Diese Störgrößen können z. B. Unterspannung, Überhitzung, Kurzschluß von Ausgangsleitungen oder sogar Zerstörungen der Positionsmeßeinrichtung durch Glasbruch oder dergleichen sein. Derartige Störgrößen können in einer Auswerteschaltung erfaßt werden und können zu Fehlermeldungen und gegebenenfalls zum Abschalten des überwachten Gerätes führen.The operation of position measuring devices can be influenced in the industrial sector by a large number of disturbances. These disturbances can z. As undervoltage, overheating, short circuit of output lines or even destruction of the position measuring device by glass breakage or the like. Such disturbances can be detected in an evaluation circuit and can lead to error messages and possibly to shutdown of the monitored device.
Die Übertragung all dieser Größen von der Positionsmeßeinrichtung zur Auswerteschaltung erfordert sehr viele parallele Übertragungsleitungen, vor allem wenn mehrere Positionsmeßeinrichtungen gleichzeitig in Betrieb sind.The transmission of all these variables from the position measuring device to the evaluation circuit requires a large number of parallel transmission lines, especially if several position measuring devices are simultaneously in operation.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Übertragen von Positionsmeßsignalen nach Art einer Schnittstelle zu schaffen, bei der bereits im Bereich der analogen Positionsmeßsignale eine Multiplex-Betriebsweise möglich ist, so daß möglichst wenige Datenübertragungsleitungen erforderlich sind.The present invention has for its object to provide an arrangement for transmitting position measuring signals in the manner of an interface, in which already in the field of analog position measuring a multiplex operation is possible, so that as few data transmission lines are required.
Ferner sollen sowohl inkrementale als auch absolute Positionsmeßeinrichtungen sowie deren Mischformen mit der erfindungsgemäßen Anordnung störungsfrei betrieben werden können.Furthermore, both incremental and absolute position measuring devices and their mixed forms with the arrangement according to the invention can be operated without interference.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by an arrangement with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.
Die Vorteile der Erfindung liegen in der Möglichkeit des Anschlusses mehrerer Positionsmeßeinrichtungen an nur eine Datenübertragungsleitung, in der möglichen Auswertung von Störsignalen bzw. Fehlermeldungen, in der möglichen Betriebsweise von Mehrspurgebern und der Umschaltung der Spuren untereinander, beispielsweise von analogen Inkremental-Ausgängen auf digitalen Absolutcode-Ausgang und im allgemeinen in der Möglichkeit zur Verringerung der notwendigen Übertragungsleitungen.The advantages of the invention lie in the possibility of connecting a plurality of position measuring devices to only one data transmission line, in the possible evaluation of interference signals or error messages, in the possible operation of multi-trackers and the switching of the tracks among themselves, for example, from analog incremental outputs to digital absolute code Output and in general in the possibility of reducing the necessary transmission lines.
Anhand der Zeichnungen soll die Anordnung noch näher erläutert werden.With reference to the drawings, the arrangement will be explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Eine in
Bei einer Bewegung der Teilscheibe
Die analogen Meßsignale sin und cos werden in einen Ausgabebaustein
In dem Ausgabebaustein
Eine Positionsmeßeinrichtung
Ferner können mehrere Geräte, z. B. Positionsmeßeinrichtungen an den Ausgabebaustein
Durch die Erfindung ist also eine Art analoger Multiplex-Betrieb möglich.By the invention, therefore, a kind of analog multiplex operation is possible.
Weiterhin kann durch hochohmig schalten der Analogsignal-Verstärker
Alle aufgeführten Ausführungsbeispiele ermöglichen die Verringerung der notwendigen Datenleitungen
Im Prinzip ist hochohmig schalten unter den Bezeichnungen Tri-State- bzw. Disable-Funktionen aus der Digitaltechnik bekannt.In principle, high-impedance switching is known by the terms tri-state or disable functions from digital technology.
Durch die Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, bereits in der analogen Phase den sogenannten Multiplex-Betrieb zu ermöglichen, was für den gesamten Schaltungsaufwand sehr vorteilhaft ist.The invention provides the possibility of enabling the so-called multiplex operation already in the analog phase, which is very advantageous for the entire circuit complexity.
Dies schließt aber nicht aus, daß in dem Ausgabebaustein
Neben den Analogsignal-Verstärkern
Ein Wechselschalter
Es versteht sich, daß die Anzahl der schaltbaren Verstärker im Ausgabebaustein nicht begrenzt ist.It is understood that the number of switchable amplifiers in the output module is not limited.
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