JP2548726B2 - Rotation angle detector - Google Patents
Rotation angle detectorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、各種電気機械、機器のサーボシステムに
おいて回転部の回転角あるいは位相角の検出、フィード
バックのためにサーボモータ等に取付けて使用される回
転角検出装置に関し、特に絶対角の検出が可能な回転角
検出装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention is used by being attached to a servo motor or the like for detecting and feeding back a rotation angle or a phase angle of a rotating portion in a servo system of various electric machines and equipment. The present invention relates to a rotation angle detection device, and more particularly to a rotation angle detection device capable of detecting an absolute angle.
上記のような回転角検出装置としては、光電式アブソ
リュートエンコーダやシンクロ、レゾルバ、マイクロシ
ン等の誘導型検出装置があるが、光電式アブソリュート
エンコーダは、高分解能を確保するためにはコードディ
スクのコードパターンが複雑になるなど、製作に高度の
技術が必要で、それだけ高価になる一方、従来の誘導型
回転角検出装置では、最近の精密制御技術で要求される
精度、分解能が得難く、また部品の小型化、軽量化が求
められている今日、巻線を含めて機械的構造が複雑で、
装置が嵩張りかつ重いという問題があった。As the rotation angle detecting device as described above, there are inductive type detecting devices such as photoelectric absolute encoder, synchro, resolver, microthin, etc. High-level technology is required for manufacturing, such as complicated patterns, and it is expensive, but it is difficult to obtain the precision and resolution required by recent precision control technology with conventional induction-type rotation angle detection devices. In today's demand for smaller size and lighter weight, the mechanical structure including the winding is complicated,
There was the problem that the device was bulky and heavy.
この発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その
目的は小型、軽量で高精度を達成することができ、さら
に高分解能を達成することが可能な安価な回転角検出装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a low-priced rotation angle detection device that is compact and lightweight, can achieve high accuracy, and can achieve high resolution. It is in.
上記の問題点を解決するためになされたこの発明の回
転角検出装置は、まず周をn等分(nは3以上の整数)
した各等分点Pi(i=0,……,n−1)にそれぞれビット
情報を担うビット情報ターゲットBi(i=0,……,n−
1)を設けたロータと、上記ロータのビット情報ターゲ
ットBiのビット情報をそれぞれ検出する上記の10進数n
−1の2進数表示の桁数以上のm個(mは2以上の整
数)のビット情報検出部Sj(j=0,……,m−1)を設け
たステータとを具備し、かつ上記ロータのビット情報タ
ーゲットBiの情報は、上記ロータの回転によって上記ス
テータ情報検出部Sjで検出されるn個のmビットのデー
タがすべて互いに異なるように設けた回転角検出装置に
おいて、上記ロータが回転時に取る上記n個の2値デー
タにそれぞれ対応するn個の絶対角を検出するようにし
たものである。In the rotation angle detection device of the present invention made to solve the above problems, the circumference is first divided into n equal parts (n is an integer of 3 or more).
Bit information targets Bi (i = 0, ..., n−) that carry bit information at the respective equally divided points Pi (i = 0, ..., n−1)
The decimal number n for detecting the bit information of the rotor provided with 1) and the bit information target Bi of the rotor, respectively.
-1 and a stator provided with m (m is an integer of 2 or more) bit information detection units Sj (j = 0, ..., m-1), which is equal to or larger than the number of digits of binary display of -1. The information of the bit information target Bi of the rotor is the rotation angle detecting device provided such that the n pieces of m-bit data detected by the stator information detecting unit Sj by the rotation of the rotor are all different from each other. In this case, n absolute angles corresponding to the n binary data taken at times are detected.
さらに、この発明は、上記の回転角検出装置と、これ
により検出される各絶対角を基準点とする上記のロータ
とステータとの間の相対角を検出する相対角検出装置と
を具備してロータの絶対角を高分解能で検出するように
したものである。Further, the present invention comprises the above rotation angle detection device and a relative angle detection device for detecting the relative angle between the rotor and the stator with each absolute angle detected thereby as a reference point. The absolute angle of the rotor is detected with high resolution.
上記の構成を有するこの発明の回転角検出装置におい
て、ロータは1回転する間に、その各ビット情報ターゲ
ットBiが所定の絶対角基準点(0゜)を次々に通過する
が、その各瞬間にたとえばこの絶対角基準点から周方向
同じ向きに上記n個のターゲットBiのビット情報を読ん
で得られるn個のnビットの2値データはすべて互いに
異なるから、これらの各2値データは上記絶対角基準点
を含む360゜をn等分したn個の絶対角の1つにそれぞ
れ1対1で対応させることができる。In the rotation angle detecting device of the present invention having the above-described structure, each bit information target Bi passes through the predetermined absolute angle reference point (0 °) one after another while the rotor makes one rotation, but at each instant of time. For example, n pieces of n-bit binary data obtained by reading the bit information of the n pieces of target Bi in the same direction in the circumferential direction from the absolute angle reference point are all different from each other. One can correspond to one of n absolute angles obtained by dividing 360 ° including the angle reference point into n equal parts.
従って、ステータに設けたビット情報検出部によって
各ビット情報ターゲットBiのビット情報を検出し、これ
により構成される2値データを知ることにより各瞬間に
おけるロータの絶対角を知ることができる。ビット情報
検出部は各ビット情報ターゲットBi毎に1つずつn個設
ける必要はなく、10進数n−1の2進数表示の桁数以上
のm個(mは2以上の整数)設ければ、十分n個の2値
データを識別することができる。Therefore, the absolute angle of the rotor at each moment can be known by detecting the bit information of each bit information target Bi by the bit information detection unit provided in the stator and knowing the binary data formed by this. It is not necessary to provide n bit information detecting units, one for each bit information target Bi, and to provide m bits (m is an integer of 2 or more) that is equal to or larger than the number of digits in the binary notation of the decimal number n-1. Sufficient n binary data can be identified.
さらに、この発明によれば、上記の回転角検出装置に
より検出される各絶対角を基準点とするロータとステー
タとの間の相対角を検出する相対角検出装置を設けるこ
とによってロータの絶対角を高分解能で検出することが
できる。Further, according to the present invention, the absolute angle of the rotor is provided by providing the relative angle detection device for detecting the relative angle between the rotor and the stator with each absolute angle detected by the rotation angle detection device as a reference point. Can be detected with high resolution.
以下、この発明の回転角検出装置の実施例について図
面を参照しつつ説明する。Hereinafter, embodiments of the rotation angle detecting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図に示すこの発明の回転角検出装置の実施例は絶
対角検出部1および相対角検出部2よりなり、絶対角検
出部1は絶対角検出装置3、判別装置4、整列器5、お
よび8ビット出力部6で構成されている。また、相対角
検出部2は相対角検出装置7、R/D(レゾルバーディジ
タル)変換器8、原点信号発生器9、および10ビット出
力部10で構成されている。The embodiment of the rotation angle detecting device of the present invention shown in FIG. 1 comprises an absolute angle detecting portion 1 and a relative angle detecting portion 2, and the absolute angle detecting portion 1 includes an absolute angle detecting device 3, a discriminating device 4, and an aligner 5. And an 8-bit output unit 6. The relative angle detection unit 2 is composed of a relative angle detection device 7, an R / D (resolver digital) converter 8, an origin signal generator 9, and a 10-bit output unit 10.
絶対角検出装置3はロータ11およびステータ12よりな
り、ロータ11は電磁鋼板を成形したものを数枚重ねて形
成され、その外周部には周をn等分(図示実施例におい
てはn=256=28)した各等分点Pi(i=0,……,n−
1)にビット情報ターゲットBi(i=0,……,n−1)が
設けられている。ビット情報ターゲットBiは、ビット1
に対応するものは突極よりなり、ビット0に対応するも
のは無突極またはビット1の突極より十分短い半突極
(破線にて示す)よりなる(もちろんビット0を突極の
ターゲット、ビット1を無突極または半突極のターゲッ
トとすることも可能である)。The absolute angle detecting device 3 is composed of a rotor 11 and a stator 12, and the rotor 11 is formed by stacking several sheets of electromagnetic steel sheets formed on each other. The outer periphery of the rotor 11 is divided into n equal parts (n = 256 in the illustrated embodiment). = 2 8) was the equally divided points Pi (i = 0, ......, n-
Bit information targets Bi (i = 0, ..., N-1) are provided in 1). Bit information target Bi is bit 1
Corresponds to a salient pole, and that corresponding to bit 0 consists of a non-salient pole or a semi-salient pole (shown by a broken line) that is sufficiently shorter than the salient pole of bit 1 (of course, bit 0 is a salient pole target, Bit 1 can also be a non-salient or semi-salient target).
ステータ12も同様に電磁鋼板で形成され、その内周に
はn−1の2進数表示の桁数以上のm個(図示実施例に
おいては、n=256であるからm=8でよい)のビット
情報検出部Sj(j=0,……,m−1)をなす突極が設けら
れている。Similarly, the stator 12 is also made of an electromagnetic steel plate, and the inner circumference thereof is provided with m (n = 256 in the illustrated embodiment, so m = 8 is sufficient) n or more digits in the binary display of n-1. The salient poles forming the bit information detection unit Sj (j = 0, ..., M-1) are provided.
ここで、絶対角検出装置3の構成および動作について
第2図を参照しつつ詳細に説明する。ただし、第2図に
おいては、図示および説明の簡単化のために、ロータ11
の等分割数をn=12とする。この場合、ビット情報検出
部Sjの数mはm=4で十分である。第2図において、ロ
ータ11の12のビット情報ターゲットBi(i=0,……,1
1)は、たとえば図示のような絶対角基準点(0゜)に
各ターゲットBiが位置する時、そのターゲットBiを最高
位ビットまたは最下位ビットとして右回りまたは左回り
にすべてのターゲットのビット情報を読むことにより得
られる12ビットの2値データが、次表に示すようになっ
ている。Here, the configuration and operation of the absolute angle detection device 3 will be described in detail with reference to FIG. However, in FIG. 2, the rotor 11 is shown for simplification of illustration and description.
Let n = 12 be the number of equal divisions. In this case, m = 4 is sufficient for the number m of bit information detection units Sj. In FIG. 2, twelve bit information targets Bi (i = 0, ..., 1 of the rotor 11
1) is, for example, when each target Bi is located at the absolute angle reference point (0 °) as shown in the figure, the bit information of all the targets is clockwise or counterclockwise with the target Bi as the most significant bit or the least significant bit. The 12-bit binary data obtained by reading is shown in the following table.
ステータ12の4つの各ビット情報検出部Sj(j=0,…
…,3)の突極には発振器13に互いに直列に接続された一
次巻線が隣接巻線の巻き方向が逆になるようにして巻回
され、かつ2次巻線が各突極毎に別個の出力s0,……,s3
が得られるようそれぞれ独立に巻回されている。発振 器13の所定周波数の出力によりステータ12の各一次巻線
を励磁すると、各2次巻線に励磁出力s0,……,s3が生じ
るが、ステータ12の各突極およびロータ11、ステータ12
のヨークを通って形成される磁路中のエアギャップが、
ステータ12の突極に対向するロータ11のビット情報ター
ゲットBiが突極、無突極のいずれであるかによって異な
り、リラクタンスに明確な差が生じるため、これを励磁
出力s0,……,s3により2値情報として取出すことができ
る。すなわち、たとえばロータ11が第2図の角位置にあ
る時は、第4図に示したように励磁入力に対し出力は
s0,……,s3のような波形となり、s2は他の出力に比べて
小であることによりこの絶対化を表わす2値データとし
て1101が得られ、このようにして4ビットの2値データ
により12ビット(最大16ビット)の2値データに対応す
るロータ11の12(最大16)の絶対角を識別することがで
きる。Each of the four bit information detectors Sj (j = 0, ...
The primary windings connected in series to the oscillator 13 are wound around the salient poles of 3) so that the winding directions of the adjacent windings are reversed, and the secondary windings are provided for each salient pole. Separate output s 0 , ……, s 3
Each is independently wound to obtain. oscillation When the respective primary windings of the stator 12 are excited by the output of the predetermined frequency of the transformer 13, exciting outputs s 0 , ..., S 3 are generated in the respective secondary windings, but the salient poles of the stator 12 and the rotor 11, stator 12
The air gap in the magnetic path formed through the yoke of
Bit information target Bi is salient poles of the rotor 11 opposed to the salient poles of the stator 12, it depends whether it is a non-salient pole, since the clear difference in reluctance occurs energized this output s 0, ......, s By 3, it can be extracted as binary information. That is, for example, when the rotor 11 is in the angular position shown in FIG. 2, the output is not responded to the excitation input as shown in FIG.
Waveforms like s 0 , ..., s 3 are obtained, and s 2 is smaller than the other outputs, so 1101 is obtained as binary data representing this absoluteization. With the value data, 12 (maximum 16) absolute angles of the rotor 11 corresponding to 12-bit (maximum 16 bits) binary data can be identified.
このようにして、ロータ11が256のビット情報ターゲ
ットBi(i=0,……,255)を有し、ステータ12が8つの
ビット情報検出部Sj(j=0,……,8)を有する第1図の
実施例の絶対角検出装置3は、ロータ11の256の絶対角
に対して組合わせがすべて互いに異なる8つの2値信号
s0,……,s7を発生する。これらの2値信号は判別装置4
の8つの判別器40、……、47にそれぞれ入力され、その
ビットが1か0のいずれであるか判別され、8ビットの
2値データとして整列器5へ同時に並列に入力される。
整列器5は、判別装置4より入力される8ビット2値デ
ータを2進数として取扱う時ロータ11の絶対角の順には
並んでいないため、あらかじめROMに記憶された対照表
を用いて、ロータ11の絶対角の順に並べられた2進数を
8ビット出力部6に出力する。8ビット出力部6は、こ
れらの最大8ビットの2進数を18ビット出力部14へ上位
ビットとして転送する。In this way, the rotor 11 has 256 bit information targets Bi (i = 0, ..., 255), and the stator 12 has eight bit information detection units Sj (j = 0, ..., 8). The absolute angle detection device 3 of the embodiment shown in FIG. 1 has eight binary signals whose combinations are all different from each other for 256 absolute angles of the rotor 11.
Generates s 0 , ..., s 7 . These binary signals are discriminator 4
Eight discriminator 4 0, ..., are input to the 4 7, the bit is judged whether it is a 1 or 0 is input in parallel at the same time to the alignment unit 5 as an 8-bit binary data.
When the 8-bit binary data input from the discriminator 4 is treated as a binary number, the aligner 5 is not arranged in the order of the absolute angles of the rotor 11, so that the rotor 11 is stored using the comparison table stored in advance in the ROM. The binary numbers arranged in the order of the absolute angles of are output to the 8-bit output unit 6. The 8-bit output unit 6 transfers these maximum 8-bit binary numbers to the 18-bit output unit 14 as upper bits.
このように、上記実施例の絶対角検出装置3は、ロー
タ11の256の絶対角を検出可能な回転角検出装置として
用いることができる。もちろん、ロータ11の分割数nは
256に限定されるものではなく、任意である。なお、ロ
ータ11およびステータ12の厚さは数ミリメートルで十分
である。さらに、ロータ11のビット情報ターゲットBiお
よびステータ12のビット情報検出部Sjは、上記実施例の
ようにリラクタンスの変化による誘導起電力の大小を利
用したもののほか、各ターゲットBiをたとえばビット1
は白色、ビット0は黒色で染色することにより形成し、
各ビット情報検出部Sjを反射型フォトセンサにより形成
することも可能である。さらに、各ビット情報に応じて
ロータ11の周縁部を着磁し、その検出をホール素子によ
って行なうことも可能である。As described above, the absolute angle detection device 3 of the above embodiment can be used as a rotation angle detection device capable of detecting 256 absolute angles of the rotor 11. Of course, the number of divisions n of the rotor 11 is
The number is not limited to 256 and is arbitrary. The thickness of the rotor 11 and the stator 12 may be several millimeters. Further, the bit information target Bi of the rotor 11 and the bit information detection unit Sj of the stator 12 utilize the magnitude of the induced electromotive force due to the change in reluctance as in the above-described embodiment, and each target Bi is, for example, bit 1
Is formed by dyeing white and bit 0 is black,
It is also possible to form each bit information detection unit Sj by a reflection type photo sensor. Further, it is also possible to magnetize the peripheral portion of the rotor 11 according to each bit information and detect it by a hall element.
第1図の実施例において、相対角検出部2の相対角検
出装置7は、やはりロータ15およびステータ16よりな
り、ロータ15は、前述の絶対角検出装置3のロータ11の
ビット情報ターゲットBiと同じn個の突極Ci(i=0,…
…,n−1)が形成され、ステータ16には4個の突極Dj
(j=0,……,3)が隣合う突極どおしがロータ15の突極
Ciのピッチの整数倍+1/4ピッチ分だけ角度が異なるよ
うにして少なくとも1セット設けられている。また、ロ
ータ15は、第6図に示すように、同じ軸17に並列に固定
され、ロータ11の各ビット情報ターゲットBiとロータ15
の各突極Ciが軸方向に見て互いに同じ角度を取るように
なっている。ここで、相対角検出装置7の構造および作
用をn=12として第3図を参照しつつ原理的に説明す
る。In the embodiment of FIG. 1, the relative angle detecting device 7 of the relative angle detecting portion 2 is also composed of a rotor 15 and a stator 16, and the rotor 15 is the bit information target Bi of the rotor 11 of the absolute angle detecting device 3 described above. The same n salient poles Ci (i = 0, ...
, N-1) are formed, and four salient poles Dj are formed on the stator 16.
The salient poles adjacent to (j = 0, ..., 3) are salient poles of the rotor 15.
At least one set is provided so that the angles differ by an integral multiple of the pitch of Ci + 1/4 pitch. Further, as shown in FIG. 6, the rotor 15 is fixed in parallel to the same shaft 17, and each bit information target Bi of the rotor 11 and the rotor 15 are fixed.
Each salient pole Ci of is at the same angle as seen in the axial direction. Here, the structure and operation of the relative angle detecting device 7 will be described in principle with reference to FIG.
ロータ15およびステータ16はやはり電磁鋼板で形成さ
れ、ステータ16の突極Djはロータ15の突極Ciに対して位
相的に1/4ピッチずつずらして1セットないし数セット
設ける。ステータ16の各突極Djには発振器13′(前述の
発振器13を共用してもよい)に直列に接続された1次巻
線と、これにより誘導起電力が誘起される2次巻線がそ
れぞれ巻回されている。1次巻線は隣接突極どおしが互
いに異極となるように巻回され、2次巻線は、互いに対
向する極どおしの誘導起電力が逆極性でその差が出力と
して得られるように巻回され、これらの出力は合成され
て相出力および相出力として取り出される。この相
対角検出装置7もロータ15の回転位置による磁路のリラ
クタンスの変化を2次巻線の出力電圧の変化として取出
すようになっている。たとえば、ロータ15とステータ16
が第3図に示すような相対位置関係にある時は、ステー
タの突極D0の2次巻線出力が最大、突極D2の出力が最
小、突極D1、D3の出力がその中間となる。The rotor 15 and the stator 16 are also formed of an electromagnetic steel plate, and the salient poles Dj of the stator 16 are phase-shifted by 1/4 pitch with respect to the salient poles Ci of the rotor 15 to provide one or several sets. Each salient pole Dj of the stator 16 has a primary winding connected in series with an oscillator 13 ′ (the oscillator 13 may be shared) and a secondary winding in which an induced electromotive force is induced. Each is wound. The primary winding is wound so that the adjacent salient poles are opposite to each other, and the secondary winding has the opposite electromotive force of the opposite poles and the difference between them is obtained as the output. These outputs are combined and taken out as a phase output and a phase output. This relative angle detecting device 7 is also adapted to take out the change in the reluctance of the magnetic path depending on the rotational position of the rotor 15 as the change in the output voltage of the secondary winding. For example, rotor 15 and stator 16
Is in the relative positional relationship as shown in FIG. 3, the secondary winding output of the salient pole D 0 of the stator is maximum, the output of the salient pole D 2 is minimum, and the outputs of the salient poles D 1 and D 3 are Somewhere in between.
従って、図示位置においては、出力端子の出力は最
大値、端子の出力は0となる。この位置からロータ15
が1ピッチだけ右方向に回転した時の出力端子および
の出力電圧の変化を第5図に示す。このように、出力
端子およびには、ロータ15の回転に伴なって振幅変
調波が得られ、その位相は互いに1/4ピッチ分、電気角
で90゜ずれている。これら2つの出力をたとえば10ビッ
ト出力のR/D(レゾルバ/ディジタル)変換器に入力し
て処理すれば、ロータ15の1ピッチ分の角度を1024分割
した角度を単位として相対角を表示することができる。Therefore, at the illustrated position, the output of the output terminal is the maximum value and the output of the terminal is 0. From this position the rotor 15
FIG. 5 shows changes in the output voltage of the output terminal and when the is rotated by 1 pitch to the right. In this way, amplitude-modulated waves are obtained at the output terminal and as the rotor 15 rotates, and their phases are deviated from each other by 1/4 pitch and 90 ° in electrical angle. If these two outputs are input to a 10-bit output R / D (resolver / digital) converter for processing, the relative angle can be displayed in units of 1024 divided by one pitch angle of the rotor 15. You can
相対角検出部2の原点信号発生器9は、R/D変換器8
の出力のすべてのビットが0になった瞬間(この時、相
対角0゜で、絶対角が前記の256の絶対角のいずれか1
つに正確に一致する)、絶対角検出部1の整列器5に原
点信号を発する。整列器5は原点信号が入力された瞬間
判別装置4の出力が表わす絶対角によってそれまでの絶
対角を更新し、8ビット出力部6へ出力する。R/D変換
器8の相対角を表す10ビット出力は10ビット出力部10よ
り18ビット出力部14の下位10ビット部へ転送されるが、
この10ビット出力は軸17(第6図)がロータ11、15の1
ピッチ分回転する間に0000000000から1111111111まで変
化する。このようにして、18ビット出力部14は絶対角検
出部10からの絶対角を表わす上位8ビットとその絶対角
を原点とする相対角を表わす下位1ビットによって1回
転の218分の1すなわち262144分の1単位という極めて
高い分解能で絶対角を示すデータを出力する。この出力
データは軸17の回転角(位置)信号としてマイクロコン
ピュータ等の制御手段にフィードバックしたり、60進法
データに変換して表示する等の形態で利用される。The origin signal generator 9 of the relative angle detector 2 is the R / D converter 8
The moment when all the bits of the output of 0 become 0 (at this time, the relative angle is 0 °, and the absolute angle is one of the above 256 absolute angles.
Exactly the same)), the origin signal is issued to the aligner 5 of the absolute angle detector 1. The aligner 5 updates the absolute angle up to that point with the absolute angle represented by the output of the moment discriminating device 4 to which the origin signal is input, and outputs it to the 8-bit output unit 6. The 10-bit output representing the relative angle of the R / D converter 8 is transferred from the 10-bit output unit 10 to the lower 10-bit unit of the 18-bit output unit 14,
In this 10-bit output, shaft 17 (Fig. 6) has 1 of rotors 11 and 15
It changes from 00000000 to 1111111111 while rotating by the pitch. In this way, 18-bit output unit 14 1 ie 2 18 minutes of one revolution by the lower 1 bit representing the relative angle of the upper 8 bits and their origin absolute angle representing the absolute angle from the absolute angle detecting unit 10 The data indicating the absolute angle is output with an extremely high resolution of 1 / 262,144 units. This output data is used as a rotation angle (position) signal of the shaft 17 by feeding it back to a control means such as a microcomputer, or by converting it into hexadecimal data and displaying it.
次に、この発明の回転角検出装置の他の実施例を第7
図および第8図を参照しつつ説明する。この実施例にお
いては、ロータおよびステータをそれぞれ1つずつにし
て絶対角検出器と相対角検出器を得ることができる。こ
の実施例において、ステータ72には絶対角検出のための
ビット情報検出部としての突極72aと相対角検出用の突
極72bが設けられ、ロータ71の周にはビット情報ターゲ
ットとして高突極Xと低突極Yが等ピッチ間隔で設けら
れている。この実施例においても、前記実施例同様、た
とえば高突極Xをビット1、低突極Yをビット0に対応
させた時ワーク71の取るすべての絶対角に対してこれら
の高突極X、低突極Yのビット情報により与えられる2
値データが一対一に対応するようになっている。相対角
検出用の突極72bは、それぞれさらに複数の小突極72b′
をロータ71の突極ピッチ間隔と同じピッチ間隔で設ける
ことにより、ロータ71が如何なる回転位置にあってもロ
ータ71との間の磁気回路のリラクタンスの変化を小さく
抑えることができるようになっている。Next, another embodiment of the rotation angle detecting device of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings and FIG. In this embodiment, the absolute angle detector and the relative angle detector can be obtained with one rotor and one stator. In this embodiment, the stator 72 is provided with a salient pole 72a as a bit information detecting portion for detecting an absolute angle and a salient pole 72b for detecting a relative angle, and a high salient pole as a bit information target is provided around the rotor 71. X and low salient poles Y are provided at equal pitch intervals. In this embodiment as well, when the high salient pole X corresponds to the bit 1 and the low salient pole Y corresponds to the bit 0, the high salient pole X and the high salient pole X correspond to all the absolute angles of the workpiece 71. 2 given by bit information of low salient pole Y
The value data has a one-to-one correspondence. The salient poles 72b for detecting the relative angle are each made up of a plurality of small salient poles 72b '.
Are provided at the same pitch interval as the salient pole pitch of the rotor 71, it is possible to suppress the change in the reluctance of the magnetic circuit between the rotor 71 and the rotor 71 at any rotation position. .
第8図に、ロータ71の周を256等分して上記のように
高突極X、低突極Yを設け、ステータ72に8つの絶対角
検出用の突極72aと8つの相対角検出用の突極72bを設け
た回転角検出装置を直線状に展開して示す。この実施例
において、ステータ71の絶対角検出用突極72aおよび相
対角検出用突極72bの一次巻線は発振器73により共通に
励磁される。各絶対角検出用突極72aの二次巻線からは
8つのビット情報出力s0,……,s8がそれぞれ取出され、
相対角検出用突極72bの二次巻線の出力は端子および
端子の2つの出力にまとめられ、これらの出力を前記
実施例同様に処理することにより1回転の218=262144
分の1という極めて高分解能で絶対角を検出することが
できる。In FIG. 8, the circumference of the rotor 71 is divided into 256 equal parts to provide the high salient poles X and the low salient poles Y as described above, and the stator 72 has eight salient poles 72a for absolute angle detection and eight relative angle detections. The rotation angle detection device provided with salient poles 72b for use in the development is shown in a straight line. In this embodiment, the primary windings of the salient pole 72a for detecting the absolute angle and the salient pole 72b for detecting the relative angle of the stator 71 are commonly excited by the oscillator 73. Eight bit information outputs s 0 , ..., s 8 are taken out from the secondary windings of the salient poles 72a for absolute angle detection,
The output of the secondary winding of the relative angle detecting salient pole 72b is combined into a terminal and two outputs of the terminal. By processing these outputs in the same manner as in the above embodiment, one rotation of 2 18 = 262144.
It is possible to detect the absolute angle with extremely high resolution of one-half.
さらに、第9図に示すこの発明のもう一つの実施例に
おいては、上記の第7図、第8図の実施例のような絶対
角検出用突極72aを設ける代わりに、相対角検出用突極7
2bの小突極72b′の中の1つ72b″が絶対角検出用突極と
して兼用される。この実施例においては、相対角検出用
突極72bの一次巻線を絶対角検出用二次巻線72cの励磁用
として共用することができる。作用、効果については、
第7図、第8図の実施例の場合と全く同様である。Furthermore, in another embodiment of the present invention shown in FIG. 9, instead of providing the absolute angle detecting salient pole 72a as in the embodiment of FIGS. 7 and 8 described above, the relative angle detecting salient pole 72a is provided. Pole 7
One 72b ″ of the small salient poles 72b ′ of 2b is also used as the absolute angle detecting salient pole. In this embodiment, the primary winding of the relative angle detecting salient pole 72b is used as the absolute angle detecting secondary pole. It can also be used for exciting the winding 72c.
This is exactly the same as the case of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8.
この発明の回転角検出装置は、構造が簡単で安価であ
るにもかかわらず、高精度、高分解能で絶対角を検出す
ることができるため、モータ等により駆動される回転部
を有する各種機械、装置の回転制御の性能向上およびコ
スト削減に多大の貢献をなし得ることは明らかである。The rotation angle detection device of the present invention is capable of detecting an absolute angle with high accuracy and high resolution despite the fact that the structure is simple and inexpensive, and therefore various machines having a rotating part driven by a motor or the like, It is obvious that it can make a great contribution to the performance improvement and cost reduction of the rotation control of the device.
第1図はこの発明の回転角検出装置の一実施例のブロッ
ク図、第2図および第3図はその絶対角検出装置および
相対角検出装置の原理をそれぞれ説明するための説明
図、第4図および第5図はそれぞれ第2図および第3図
の出力波形を示す波形図、第6図は絶対角検出装置およ
び回転角検出装置の取付配置の一例を示す説明図、第7
図および第8図はこの発明の回転角検出装置の他の実施
例の説明図、第9図はこの発明の回転角検出装置のさら
に他の実施例の説明図である。 1……絶対角検出部、2……相対角検出部、3……絶対
角検出装置、7……相対角検出装置、11、71……ロー
タ、12、72……ステータ、Bi(i=0、……、n−1)
……ビット情報ターゲット、Sj(j=0、……、m−
1)……ビット情報検出部。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a rotation angle detecting device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams for explaining the principles of the absolute angle detecting device and the relative angle detecting device, respectively. FIGS. 5 and 5 are waveform diagrams showing the output waveforms of FIGS. 2 and 3, respectively, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the mounting arrangement of the absolute angle detection device and the rotation angle detection device, and FIG.
FIG. 8 and FIG. 8 are explanatory views of another embodiment of the rotation angle detecting device of the present invention, and FIG. 9 is an explanatory view of still another embodiment of the rotation angle detecting device of the present invention. 1 ... Absolute angle detector, 2 ... Relative angle detector, 3 ... Absolute angle detector, 7 ... Relative angle detector, 11, 71 ... Rotor, 12, 72 ... Stator, Bi (i = 0 ........., n-1)
... Bit information target, Sj (j = 0, ..., m-
1) ... Bit information detector.
Claims (1)
分点Pi(i=0、……、n−1)にそれぞれビット情報
を担うビット情報ターゲットBi(i=0、……、n−
1)を設けたロータと、上記ロータのビット情報ターゲ
ットBiのビット情報をそれぞれ検出する上記の10進数n
−1の2進数表示の桁数以上のm個(mは2以上の整
数)のビット情報検出部Sj(j=0、……、m−1)を
設けたステータとを具備し、かつ上記ロータのビット情
報ターゲットBiの情報は、上記ロータの回転によって上
記ステータ情報検出部Sjで検出されるn個のmビットの
データがすべて互いに異なるように設けた回転角検出装
置において、上記ロータが回転時に取る上記n個の2値
データにそれぞれ対応するn個の絶対角を検出する絶対
角検出装置と; 上記絶対角検出装置により検出されるn個の各絶対角を
基準点とする上記ステータとロータとの間の相対角をl
ビットの2値データにより2l(lは正の整数)分の1単
位で検出する相対角検出装置と; を具備して1回転の2n+l分の1単位で絶対角を検出する
ようにしたことを特徴とする回転角検出装置。1. A bit information target Bi (i = 0) which carries bit information at each equally dividing point Pi (i = 0, ..., N-1) obtained by dividing the circumference into n equal parts (n is an integer of 3 or more). , ……, n-
The decimal number n for detecting the bit information of the rotor provided with 1) and the bit information target Bi of the rotor, respectively.
A stator provided with m (where m is an integer of 2 or more) bit information detection units Sj (j = 0, ..., M-1), which is equal to or larger than the number of digits of the binary display of -1. The information of the bit information target Bi of the rotor is the rotation angle detecting device provided such that the n pieces of m-bit data detected by the stator information detecting unit Sj by the rotation of the rotor are all different from each other. An absolute angle detecting device for detecting n absolute angles respectively corresponding to the n binary data taken at any one time; and a stator having n absolute angles detected by the absolute angle detecting device as reference points. The relative angle with the rotor is l
It is equipped with a relative angle detection device that detects by 1 unit of 2 l (l is a positive integer) based on binary data of bits, and detects an absolute angle by 1 unit of 2 n + l of one rotation. A rotation angle detecting device characterized in that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62126147A JP2548726B2 (en) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Rotation angle detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62126147A JP2548726B2 (en) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Rotation angle detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63290915A JPS63290915A (en) | 1988-11-28 |
JP2548726B2 true JP2548726B2 (en) | 1996-10-30 |
Family
ID=14927840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62126147A Expired - Lifetime JP2548726B2 (en) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | Rotation angle detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2548726B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU741576B2 (en) * | 1997-02-19 | 2001-12-06 | Ecolab Inc. | Position sensor and multi-port valve |
GB2348709B (en) * | 1997-02-19 | 2001-03-28 | Ecolab Inc | Dispensing system with multi-port valve for distributing use dilution to a plurality of utilization points and position sensor for use thereon |
KR19990057514A (en) * | 1997-12-30 | 1999-07-15 | 오상수 | Absolute Angle Detection Sensor of Vehicle Steering System |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5340099B2 (en) * | 1971-08-31 | 1978-10-25 | ||
JPS50114247A (en) * | 1974-02-15 | 1975-09-08 |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP62126147A patent/JP2548726B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63290915A (en) | 1988-11-28 |
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