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JP2767487B2 - Displacement gauge - Google Patents

Displacement gauge

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Publication number
JP2767487B2
JP2767487B2 JP19275290A JP19275290A JP2767487B2 JP 2767487 B2 JP2767487 B2 JP 2767487B2 JP 19275290 A JP19275290 A JP 19275290A JP 19275290 A JP19275290 A JP 19275290A JP 2767487 B2 JP2767487 B2 JP 2767487B2
Authority
JP
Japan
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value
signal
circuit
read
counting
Prior art date
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Application number
JP19275290A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0477609A (en
Inventor
秀 細江
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP19275290A priority Critical patent/JP2767487B2/en
Priority to US07/730,649 priority patent/US5287166A/en
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Application granted granted Critical
Publication of JP2767487B2 publication Critical patent/JP2767487B2/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、測長や変位あるいは速度等の測定に用いら
れるレーザ測長計、リニアエンコーダ、ロータリエンコ
ーダ等の変位計に関し、詳しくは、可動物体の一方向の
移動量αからR sinθおよびR cosθ(但し、θ=2πα
/S、Sは所定周期)で変化する電気信号を得て、それら
2種の信号からθを求めることによりαを測定する変位
計に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement measuring instrument such as a laser length measuring instrument, a linear encoder, and a rotary encoder used for measuring a length, a displacement or a velocity, and more particularly to a movable object. R sin θ and R cos θ (where θ = 2πα)
/ S, S is a predetermined period), a displacement meter that obtains an electrical signal that changes at a predetermined cycle, and obtains θ from these two kinds of signals to measure α.

〔従来技術〕(Prior art)

例えば、“光学技術コンタクト"Vol.26,No2(1988),
P.107〜108に紹介されている第10図に示したように干渉
縞計数型レーザ測長計は上述の変位計の1種である。
For example, "Optical Technology Contact" Vol.26, No2 (1988),
As shown in FIG. 10 introduced on pages 107 to 108, the interference fringe counting type laser length meter is one of the above-described displacement meters.

このレーザ測長計においては、安定化レーザ1からの
波長λの直線偏光がビームスプリッタ2でλ/8板3およ
び固定コーナキューブ4を有する参照光路と移動コーナ
キューブ5を有する測長光路とに分岐され、参照光路に
分岐した参照光がλ/8板3を2回通ることによって円偏
光にされる。この円偏光の参照光と測長光路に分岐した
直線偏光の測長光とが再びビームスプリッタ2によって
合わされて2分割され、その2分割の一方がさらに偏光
ビームスプリッタ6により、測長光がその偏光面に対し
±45゜方向の分光となるように2分割されて、それによ
り3種の分割光が得られる。その3種の分割光がそれぞ
れフィルタ7および偏光板8を通ることにより移動コー
ナキューブ5の一方向の移動で干渉する位相が順次90゜
ずつずれた3種の干渉光とされ、それら3種の干渉光が
それぞれフォトダイオードのような検出器9に入射して
90゜ずつ位相差のある3種の電気信号に変換される。そ
の3種の電気信号がそれぞれ振幅と振幅の中心値を揃え
る演算増幅器10で増幅された後に順次位相の90゜ずれた
隣同志を組とする2組にされて、それら2組の電気信号
がそれぞれsin(x−y)の演算をする演算増幅器11に
入力されることにより90゜位相のずれたR sinθおよびR
cosθ(但し、Rは振幅、θ=2π(Lm−Lr)/λ、Lr
は一定の参照光路長、Lmは移動コーナキューブ5の一方
向の移動量αで2α変化する測長光路長、すなわち所定
周期S=λ/2)で変化する電気信号が得られる。この電
気信号は、順次位相が90゜ずれた3種の干渉縞信号の順
次隣合う信号の差から求めているから、レーザ光の強度
変動等の外乱の影響が相殺され、信号レベルの中心が常
に一定になって、干渉縞計数のミスを少なくでき、精度
の高い測定を可能にする。この両電気信号を、両電気信
号からパルス信号を得て、カウンタで計算する比較回
路、微分回路、波形整形回路、オア回路、パルスカウン
タから成る計数回路を用いた信号処理回路12、またはA/
D変換器を含んで θ=tan-1(R sinθ/R cosθ) …(1) あるいはさらに の演算をするデジタル演算回路と、両電気信号からロジ
ック的にθ変化の方向を求める判別回路とから成る信号
処理回路12に入力して、θしたがってαと±の方向また
はLmを求める。
In this laser length measuring device, linearly polarized light having a wavelength λ from a stabilized laser 1 is split by a beam splitter 2 into a reference optical path having a λ / 8 plate 3 and a fixed corner cube 4 and a length measuring optical path having a moving corner cube 5. Then, the reference light branched to the reference light path passes through the λ / 8 plate 2 twice and is converted into circularly polarized light. The circularly-polarized reference light and the linearly-polarized measurement light branched to the length-measuring optical path are again combined by the beam splitter 2 and divided into two. One of the two divisions is further divided by the polarization beam splitter 6 so that the measurement light is converted into two. The light is split into two parts so that the light is separated in the ± 45 ° direction with respect to the polarization plane, thereby obtaining three types of split light. The three types of divided light pass through the filter 7 and the polarizing plate 8, respectively, so that the three types of interference light are shifted by 90 ° in phase in order to interfere with the movement of the movable corner cube 5 in one direction. The interference light is incident on a detector 9 such as a photodiode, respectively.
The signals are converted into three types of electric signals having a phase difference of 90 ° each. The three kinds of electric signals are amplified by the operational amplifier 10 for adjusting the amplitude and the center value of the amplitude respectively, and then are sequentially divided into two sets, each of which is composed of a pair of neighbors whose phases are shifted by 90 °. R sin θ and R sin 90 ° out of phase by being input to an operational amplifier 11 for calculating sin (xy)
cos θ (where R is amplitude, θ = 2π (Lm−Lr) / λ, Lr
Is a fixed reference optical path length, and Lm is an electrical signal that changes in a length measuring optical path length that changes by 2α with a moving amount α in one direction of the moving corner cube 5, that is, an electric signal that changes in a predetermined cycle S = λ / 2. Since this electric signal is obtained from the difference between sequentially adjacent signals of three kinds of interference fringe signals whose phases are sequentially shifted by 90 °, the influence of disturbance such as intensity fluctuation of laser light is canceled out, and the center of the signal level is shifted. It is always constant, so that mistakes in the interference fringe counting can be reduced, and highly accurate measurement can be performed. A signal processing circuit 12 using a counting circuit including a comparison circuit, a differentiation circuit, a waveform shaping circuit, an OR circuit, and a pulse counter, which obtains a pulse signal from the two electrical signals and obtains a pulse signal from the two electrical signals, or
Including the D converter, θ = tan -1 (R sin θ / R cos θ) (1) or further Is input to a signal processing circuit 12 consisting of a digital arithmetic circuit for performing the above operation and a discriminating circuit for logically obtaining the direction of a change in θ from both electric signals, and obtains θ and thus α and ± directions or Lm.

上述のレーザ測長計に限らず、位相が90゜ずれた2種
の干渉光を電気信号に変換する干渉縞計数型レーザ測長
計や2周波レーザを用いるヘテロダイン干渉測長計は勿
論、National Technical Report Vol.36,No2,Apr.1990,
P.114〜120に紹介されているような磁気式や光学式のロ
ータリエンコーダあるいはリニヤエンコーダ等の変位計
もR sinθ,R cosθの出力信号を得て、それら両信号を
同様に信号処理回路12で処理してθを求めることにより
回転角や直線変位量を測定している。
Not only the laser length meter described above, but also the interference fringe counting type laser length meter that converts two types of interference light having a phase shift of 90 ° into an electric signal and the heterodyne interferometer using a two-frequency laser, as well as the National Technical Report Vol. .36, No2, Apr.1990,
A displacement meter such as a magnetic or optical rotary encoder or a linear encoder introduced on pages 114 to 120 also obtains output signals of R sin θ and R cos θ, and outputs these signals similarly to the signal processing circuit 12. The rotation angle and the amount of linear displacement are measured by obtaining the angle θ by performing the above processing.

前述の計数回路を用いた信号処理回路12は、θをπ/2
mの単位精度で求めるのに両信号のそれぞれに対しm個
の比較回路と2m個の微分回路および波形整形回路を必要
として、回路が複雑、高価となり、θを細かいπ/2mの
単位精度で求めることが困難と言う問題がある。それに
対して、前述のデジタル演算回路を用いた信号処理回路
12は、θを細かい単位精度で求めることはできるが、
(1)式や(2)式の演算を高速で行うために例えばMC
68020のCPUを20MHzで駆動し、ノンウエートで追従する
高速のメモリを配して、MC68882の高速演算素子を使っ
たとしても、θやRを得るのに最低でも10μsec以上の
時間が掛かり、θ変化の方向を求める判別回路が10MHz
程度の変化まで追従できたとしても、総合的な処理速度
がデジタル演算回路の演算速度により0.1MHz以下になっ
てしまうと言う問題がある。なお、A/D変換器がオフセ
ットバイナリを出力するものでは、R sinθ,R cosθの
振幅の中心値がオフセット値Dを持つから、デジタル演
算回路は(1),(2)式ではなくて θ=tan-1{R sinθ−D)/(R cosθ−D)} …(3) の演算を行うことになり、そのために演算速度はさらに
遅くなる。
The signal processing circuit 12 using the above-described counting circuit sets θ to π / 2
In order to obtain with m unit accuracy, m comparison circuits, 2m differentiation circuits and waveform shaping circuits are required for each of the two signals, and the circuit becomes complicated and expensive, and θ is fine with π / 2m unit accuracy. There is a problem that it is difficult to find. On the other hand, a signal processing circuit using the aforementioned digital arithmetic circuit
12 can determine θ with fine unit accuracy,
In order to perform high-speed calculations of equations (1) and (2), for example, MC
Even if the 68020 CPU is driven at 20 MHz and a high-speed memory that tracks non-waiting is provided and the high-speed arithmetic element of the MC68882 is used, it takes at least 10 μsec or more to obtain θ and R. 10MHz discriminating circuit to determine the direction of change
Even if the degree of change can be followed, there is a problem that the overall processing speed is reduced to 0.1 MHz or less due to the operation speed of the digital operation circuit. In the case where the A / D converter outputs an offset binary, since the center value of the amplitude of R sin θ and R cos θ has the offset value D, the digital arithmetic circuit uses θ instead of the equations (1) and (2). = Tan -1 {R sin θ-D) / (R cos θ-D)} (3) , And the calculation speed is further reduced.

そこで本発明者は、R sinθ,R cosθの信号をリアル
タイムで演算処理してθを求めることは行わずに、R si
nθ,R cosθの信号を予め種々のR sinθ,R cosθの組に
対応する種々のθの値を記憶しているメモリから対応し
たθの値を読み出す読み出し信号として用いれば、低コ
ストでコンパクトに構成できる信号処理回路によって高
速度で高精度のθを求めることができると着想し、R si
nθ,R cosθをデジタル変換した信号を読み出し信号と
して予め種々の両デジタル信号の組合わせに対応する種
々の値(但し、値は0≦θ=−2nπ<2πのの
デジタル値、nは後記のカウント数)を記憶している
メモリから対応した値を読み出すと共に、値が増加
から減少または減少から増加する回数をカウントしてn
を求め、値とnからθを求める変位計を発明した。こ
の発明の変位計によれば、2π/256の位相分解能でθを
容易に10MHz以上の高速度で求めることができる。
Therefore, the present inventor does not calculate the signal of R sin θ and R cos θ in real time to obtain θ,
If the signal of nθ, R cos θ is used as a read signal for reading out the corresponding θ value from the memory that stores various θ values corresponding to various sets of R sin θ, R cos θ in advance, the cost can be reduced and the size can be reduced. With the idea that a high-precision θ can be obtained at high speed by a configurable signal processing circuit, R si
A signal obtained by digitally converting nθ and R cos θ is used as a read signal in advance to various values corresponding to a combination of various digital signals (where the value is a digital value of 0 ≦ θ = −2nπ <2π, and n is a value to be described later). The corresponding value is read from the memory storing the (count number), and the number of times that the value increases from the decrease or increases from the decrease is counted to n
And invented a displacement meter that obtains θ from the value and n. According to the displacement meter of the present invention, θ can be easily obtained at a high speed of 10 MHz or more with a phase resolution of 2π / 256.

しかし、nをカウントするのアップ/ダウン判別カ
ウント手段に従来用いられているようなアナログ回路に
おけるゼロクロス検出をデジタル的に行ってカウントす
る手段を用いた場合は、がその都度0にならないとカ
ウントできないから、が1LSBずつ変化するサンプリン
グ速度でないと0を飛び越してカウントされないことが
生じ、そのためにαの変化速度が低く制限されると言う
問題がある。
However, in the case of using a means for digitally performing zero-cross detection in an analog circuit as conventionally used as an up / down discriminating counting means for counting n, counting cannot be performed unless the value becomes 0 each time. Therefore, if the sampling speed does not change by 1 LSB, counting may be skipped over 0, and the change speed of α is limited low.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は、上述の問題を解消するためになされたもの
であり、がその都度0にならなくてもカウントが正し
く行われて正確なnが得られ、したがってαの変化速度
が高くなっても高速度、高精度でθを求めることができ
る変位計の提供を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problem. However, even if the count does not become 0 each time, the count is correctly performed and an accurate n can be obtained. An object of the present invention is to provide a displacement meter that can obtain θ at high speed and high accuracy.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、可動物体の一方向の移動量αからR sinθ,
R cosθ(但し、θ=2πα/S、Sは所定周期)で変化
する電気信号を得て、それら2種の信号をデジタル変換
したデジタル信号を読み出し信号として予め前記2種の
デジタル信号の種々の組合わせに対応する種々の値
(但し、値は0≦=θ−2nπ<2πののデジタル
値、nは後記カウント数)を記憶しているメモリから
対応した値を読み出すと共に、値が増加から減少ま
たは減少から増加する回数をカウントしてnを求め、
値のnからθを求める変位計であって、順次読み出され
る値の間隔がπ/k(但し、kは2または1)以下にな
る条件に設定し、nを0にしたときの読み出された
値と、ここを基準としてその後の任意の時点に読み出さ
れた値との差を その次に読み出された値との差を として、kを2に設定したときは、 に対して第4象限の値で、 が第1象限の値のときにアップカウント、 に対して第1象限の値で、 が第4象限の値のときダウンカウント、それ以外はカウ
ントしないアップ/ダウン判別カウント手段を用い、k
を1に設定したときは、 が第3〜4象限の値で、 とπだけ位相の異なる が小なるときアップカウント、 より大なるときダウンカウント、それ以外はカウントし
ないアップ/ダウン判別カウント手段を用いることを特
徴とする変位計にあり、この構成によって前記目的を達
成する。
The present invention provides a method of calculating R sin θ,
An electric signal changing at R cos θ (where θ = 2πα / S, S is a predetermined cycle) is obtained, and a digital signal obtained by digitally converting the two signals is read out as a read signal. The corresponding value is read out from the memory storing various values (where the value is a digital value of 0 ≦ = θ−2nπ <2π, and n is a count number described later) corresponding to the combination, and the value increases. Counting the number of decrease or increase from decrease to obtain n,
A displacement meter that obtains θ from the value n. The condition is such that the interval between sequentially read values is set to π / k (where k is 2 or 1) or less, and is read when n is set to 0. 0
The difference between the value and one value read at any time thereafter based on this value The difference between the two values read next When k is set to 2, Is the value in the fourth quadrant for 0 , Counts up when is in the first quadrant, Is the value in the first quadrant for 0 , Is counted in the fourth quadrant, and counting is performed by using up / down discriminating counting means that does not count otherwise.
When is set to 1, Is the value in the third or fourth quadrant, Phase difference by π Counts up when The displacement meter uses up / down discrimination counting means that counts down when it is larger, and does not count otherwise, and the above-mentioned object is achieved by this configuration.

〔作用〕[Action]

すなわち、本発明の変位計においては、R sinθ,R co
sθの信号を処理してθを求める信号処理回路がR sin
θ,R cosθのデジタル変換信号を(1)式や(3)式か
ら得られる種々の値を予め記憶したメモリから対応
する値を読み出すのに利用して、(1),(2)式や
(3),(4)式の演算処理は行わないから、値を高
速,高精度で得ることができ、そして値のアップ/ダ
ウン判別カウント手段に、読み出される値の間隔をπ
/2以下としたか、またはπ以下としたかによって、nを
0にしたときの値とその後の任意の時点の値お
よびその次の値との差の が第4象限の に変わったらアップカウントし、第1象限の から第4象限の に変わったらダウンカウントして、それ以外はカウント
しないアップ/ダウン判別手段、または第3,4象限の とπだけ位相の異なる に変わったらアップカウントし、第1,2象限の より大きい に変わったらダウンカウントして、それ以外はカウント
しないアップ/ダウン判別カウント手段を用いているか
ら、値が2LSB以上で変化しても正確なカウントがで
き、したがってαの変化速度が値の読み出し速度の1/
2または1/4までの周波数速度まで高くなってもθの測定
ができて、しかも信号処理回路を安価かつコパクトに構
成できる。
That is, in the displacement meter of the present invention, R sin θ, R co
The signal processing circuit for processing the signal of sθ to obtain θ is R sin
The digitally converted signals of θ and R cos θ are used to read out corresponding values from a memory in which various values obtained from the expressions (1) and (3) are stored in advance, and the expressions (1) and (2) are used. Since the arithmetic processing of the equations (3) and (4) is not performed, the value can be obtained at high speed and with high accuracy.
/ 2 or less than π, the difference between the 0 value when n is 0, the 1 value at any time thereafter, and the next 2 values Is in the fourth quadrant Count up when it changes to the first quadrant From the fourth quadrant If it changes to, count down and do not count otherwise. Phase difference by π Count up when it changes to Greater than If the value changes to 2LSB or more, accurate counting can be performed. Therefore, the rate of change of α is the reading speed of the value. 1 /
Even when the frequency speed is increased to 2 or 1/4, θ can be measured, and the signal processing circuit can be configured inexpensively and compactly.

〔実施例〕〔Example〕

以下さらに、第1図乃至第9図も参照して本発明を説
明する。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to FIGS. 1 to 9.

第1図は本発明の変位計に用いられる信号処理回路の
1例を示すブロック回路図、第2図はR sinθ,R cosθ
のサージュグラフ、第3図および第4図はメモリおよ
びRメモリのメモリ内容の例を示すメモリグラフ、第5
図はクリア回路の例を示すブロック回路図、第6図およ
び第8図はそれぞれアップダウン判別回路の例を示すブ
ロック回路図、第7図および第9図はそれぞれ第6図お
よび第8図の判別回路の機能を説明するためのリサージ
ュグラフである。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an example of a signal processing circuit used in the displacement meter of the present invention, and FIG. 2 is R sin θ, R cos θ.
FIGS. 3 and 4 are memory graphs showing examples of memory contents of a memory and an R memory.
6 is a block circuit diagram showing an example of a clear circuit, FIGS. 6 and 8 are block circuit diagrams showing an example of an up / down discriminating circuit, and FIGS. 7 and 9 are FIGS. 6 and 8, respectively. 4 is a Lissajous graph for explaining the function of a discrimination circuit.

第1図において、21aおよび21bはそれぞれ第8図に示
したようなR sinθおよびR cosθの信号をデジタル変換
するA/D変換器であり、これには例えば8ビット構成あ
るいはそれ以上のビット構成のデジタル信号に変換する
ものが用いられる。これについては、R sinθ,R cosθ
を8ビットで表し、且つθも同じく8ビットで表すとし
た場合、最も早いαの変化速度に対応できるように、第
2図のリサージュグラフで、0≦θ<2πのθを8ビッ
トで表わしてもθのLSBが2π/256になると言ったよう
に、R sinθ,R cosθおよびθを8ビットで表して大抵
の変位計の目的に対し十分満足できる細かい単位精度で
θを求めることができる。0≦θ<2πのθをR sinθ,
R cosθと同じビット数で表した場合にはR sinθ,R cos
θの振幅が1/2程度にまで減少してもθをθのLSBの単位
精度で得ることができるのに対して、θだけをより多い
ビット数で表した場合はR sinθ,R cosθの振幅が減少
すると得られるθの実際上の単位精度がθのLSBよりも
粗いものになり易い。したがって、R sinθ,R cosθと
0≦θ<2πのθを同じビット数で表すのが好ましい。
In FIG. 1, reference numerals 21a and 21b denote A / D converters for digitally converting the signals of R sin θ and R cos θ as shown in FIG. 8, respectively. A digital signal is used. For this, R sinθ, R cosθ
Is represented by 8 bits, and θ is also represented by 8 bits. In the Lissajous graph of FIG. 2, θ of 0 ≦ θ <2π is represented by 8 bits so as to correspond to the fastest change rate of α. Even if the LSB of θ is 2π / 256, R sin θ, R cos θ and θ are expressed in 8 bits, and θ can be obtained with a fine unit accuracy that is sufficiently satisfactory for most displacement meter purposes. . Let θ of 0 ≦ θ <2π be R sinθ,
When expressed in the same number of bits as R cos θ, R sin θ, R cos
Even if the amplitude of θ decreases to about 1/2, θ can be obtained with the unit accuracy of the LSB of θ, whereas when only θ is expressed by a larger number of bits, R sin θ and R cos θ When the amplitude decreases, the actual unit accuracy of θ obtained tends to be coarser than the LSB of θ. Therefore, it is preferable that R sin θ, R cos θ and θ of 0 ≦ θ <2π be represented by the same number of bits.

22は上述のようなθの値、すなわち予めθの0から2
πまでの変化にしたがって変化する種々のR sinθ,R co
sθのデジタル信号の組合わせから(3)式または
(1)式によって得られるような値をR sinθ,R cos
θのデジタル信号で読み出し得るように記憶している
メモリである。第3図のメモリグラフは第2図のリサー
ジュグラフと同様、8ビットのR sinθ,R cosθで指定
されるアドレス0≦θ<2πの対応するθを8ビットで
表した値が中央を中心に反時計回りに次第に増大する
ように記憶されているメモリの例を示している。この
例に限らず、メモリ22は、先に述べたように8ビット
以外のビット数で表した値を記憶したものでも、R si
nθ,R cosθの値が順に並んでいないものでもよい。
22 is the value of θ as described above, that is, 0 to 2
Various R sin θ, R co that changes according to the change up to π
From the combination of the digital signals of sθ, the value obtained by the expression (3) or (1) is calculated as R sinθ, R cos
It is a memory that is stored so that it can be read out by a digital signal of θ. The memory graph shown in FIG. 3 is similar to the Lissajous graph shown in FIG. 2 except that the value represented by 8 bits corresponding to the address 0 ≦ θ <2π specified by the 8-bit R sin θ and R cos θ is centered on the center. 5 shows an example of a memory stored so as to gradually increase in a counterclockwise direction. Not limited to this example, the memory 22 may store a value represented by a bit number other than 8 bits as described above,
The values of nθ and R cosθ may not be arranged in order.

23はメモリ22と同様、予め種々のR sinθ,R cosθ
のデジタル信号の組合わせから(4)式または(2)式
によって得られるようなRのデジタル値をR sinθ,R co
sθのデジタル信号で読み出し得るように記憶している
Rメモリである。第4図のメモリグラフも、第2図のリ
サージュグラフと同様、8ビットのR sinθ,R cosθで
指定されるアドレスに8ビットで表したR値が中央から
放射状に外側程次第に増大するように記憶されているR
メモリ23の例を示している。Rメモリ23もこの例に限ら
ず、R値が8ビット以外のビット数で表されていても、
R sinθ,R cosθの値が順に並んでいないものでもよい
ことは勿論である。この例ではR値が127を超えるとき
はR sinθまたはR cosθがA/D変換の8ビットの範囲を
超えてオーバーフローしていることを示す。
23 has various R sin θ, R cos θ in advance as in the memory 22.
The digital value of R obtained by the equation (4) or (2) from the combination of the digital signals R sinθ, R co
This is an R memory that stores the digital signal of sθ so that it can be read. In the memory graph of FIG. 4, similarly to the Lissajous graph of FIG. 2, the R value represented by 8 bits at the address specified by the 8-bit R sin θ and R cos θ gradually increases radially outward from the center. R stored
3 shows an example of a memory 23. The R memory 23 is not limited to this example. Even if the R value is represented by a number of bits other than 8 bits,
Of course, the values of R sin θ and R cos θ may not be arranged in order. In this example, when the R value exceeds 127, it indicates that R sin θ or R cos θ overflows beyond the 8-bit range of A / D conversion.

24はメモリ22から読み出される値を、任意の原点
位置を0とし、そこから第2図のリサージュグラフの
方向または方向に変化する 値に変換して出力するクリア回路である。これは第5図
に示したように、トランスペアレントラッチ回路24aと
フルアダー24bとから成っている。トランスペアレント
ラッチ回路24aは、▲▼信号がローレベルの
0のときは常にメモリ22からの値の補数を出力し、
▲▼信号がハイレベルの1に変わるとそのと
きの補数をラッチして出力する。そしてフルアダー24b
は、メモリ22からの値とトランスペアレントラッチ
回路24aからの補数と最下位キャリーイン(High)とを
加算した結果の 値は▲▼信号が0のときは(−)の結果
常に0で、▲▼信号が1になると1になった
ときのメモリ22の出力値とそれ以後の出力値との差を
与える。
24 sets the value read from the memory 22 to an arbitrary origin position of 0, and changes from there to the direction or direction of the Lissajous graph of FIG. This is a clear circuit that converts the value into a value and outputs it. This consists of a transparent latch circuit 24a and a full adder 24b, as shown in FIG. The transparent latch circuit 24a always outputs the complement of the value from the memory 22 when the signal ▼ is at low level 0,
When the signal changes to high level 1, the complement at that time is latched and output. And full adder 24b
Is the result of adding the value from the memory 22, the complement from the transparent latch circuit 24a and the least significant carry-in (High). The value is always 0 as a result of (-) when the signal ▲ is 0, and gives a difference between the output value of the memory 22 when the signal becomes 1 when the signal ▼ becomes 1 and a subsequent output value.

25は の回転数nを数えるために、クリア回路24の出力する 値が増加から減少あるいは減少から増加するかを判別す
るアップダウン判別回路である。これには第6図や第8
図に示したような構成のものが用いられる。
25 is Output from the clear circuit 24 to count the rotation speed n of An up / down discriminating circuit for discriminating whether a value increases from a decrease or increases from a decrease. This is illustrated in FIGS. 6 and 8.
The configuration as shown in the figure is used.

第6図のアップダウン判別回路25は、任意時点のクリ
ア回路24の出力値を 次のクロックによる出力値を の上位2ビットMSBとMSB−1が第1表の真理値表の横列
に示した関係となるときは、アンドゲートのAND2,AND3
がカウントコントロール信号S0,S1としてそれぞれ同じ
横列に示した信号を出力するものである 第1表の最上段について説明すると、 のMSB,MSB−1が共に0のときは、ノアゲートのNOR2が
1を、アンドゲートのAND1が0をそれぞれ1クロックラ
ッチ回路25aに出力する。1クロックラッチ回路25aは次
によるNOR2とAND1の出力を入力されたときに先に入力し
たNOR2の出力の1をナンドゲートのNAND2に、AND1の出
力の0をナンドゲートのNAND1にそれぞれ出力する。NAN
D1とNAND2には のMSB,MSB−1が共に1であることによるNOR2の出力の
0とAND1の出力の1もそれぞれ入力される。それによっ
てNAND1は1を、NAND2は0を出力する。両出力を入力し
たナンドゲートのNAND3は1をアンドゲートのAND2に出
力する。NAND2の出力の0はAND3にも入力される。そし
て、AND2,AND3には▲▼信号の1も入力され
ているから、AND2はS0として1を出力し、AND3はS1とし
て0を出力する。第1表の第2段以下についても同様に
説明され、 のMSB,MSB−1が0,1や1,0のときと のMSB,MSB−1が0,1や1,0のときは常にS0,S1が0,1とな
る。そして▲▼信号が0のときはS0,S1は共
に0になる。この▲▼信号はクリア回路24に
入力するものと同じものに限らず、別のものでもよい。
カウンタコントロール信号S0,S1の0,0はバイナリカウン
タ26を0にクリアし、1,1はアップカウントさせ、1,0は
ダウンカウントさせ、0,1はバイナリカウンタ26の並列
入出力を短絡させてカウントさせないようにするロード
である。
The up / down determination circuit 25 shown in FIG. Output value by next clock When the upper two bits MSB and MSB-1 of the AND gate have the relationship shown in the row of the truth table in Table 1, AND2 and AND3 of the AND gate
Output the signals shown in the same row as the count control signals S 0 and S 1 , respectively. Explaining the top row of Table 1, When both the MSB and MSB-1 are 0, NOR2 of the NOR gate outputs 1 and AND1 of the AND gate outputs 0 to the one-clock latch circuit 25a. One clock latch circuit 25a When the outputs of NOR2 and AND1 are input, 1 of the output of NOR2 previously input is output to NAND2 of the NAND gate, and 0 of the output of AND1 is output to NAND1 of the NAND gate. NAN
D1 and NAND2 Of the output of NOR2 and 1 of the output of AND1 due to both the MSB and MSB-1 being 1 are also input. Thereby, NAND1 outputs 1 and NAND2 outputs 0. NAND3 of the NAND gate to which both outputs are input outputs 1 to AND2 of the AND gate. The output 0 of NAND2 is also input to AND3. Since 1 of the signal is also input to AND2 and AND3, AND2 outputs 1 as S0 and AND3 outputs 0 as S1. The same applies to the second and subsequent columns of Table 1, When the MSB, MSB-1 is 0,1, or 1,0 Always the S 0, S 1 is 0 and 1 when the MSB, MSB-1 is 0, 1 or 1,0. When the ▲ ▼ signal is 0, both S 0 and S 1 become 0. This signal is not limited to the same signal as that input to the clear circuit 24, but may be another signal.
0,0 of the counter control signals S 0 , S 1 clears the binary counter 26 to 0, 1,1 counts up, 1,0 counts down, 0,1 parallel input / output of the binary counter 26. This is a load that short-circuits and does not count.

この第6図の判別回路25は、メモリ22が8ビットで
2πを表した値を記憶していて、したがってバイナリ
カウンタ26の1カウントが2πに相当し、順次読み出さ
れる値の間隔すなわち の差が常にπ/2以下に相当する条件で、第7図のリサー
ジュグラフに示したように、 が第4象限で、 がP1からP2へ方向の変化で0を越え、 が第1象限で、 が01からQ2へ方向の変化で0を越えたと判別するもの
である。したがってこの場合、判別が行われるためには
R sinθ,R cosθの周波数すなわちαの変化速度が値
の読み出し等を行うクロック(CK)周波数の1/4以下で
あることを必要とする。
In the discriminating circuit 25 shown in FIG. 6, the memory 22 stores a value representing 2π in 8 bits, so that one count of the binary counter 26 corresponds to 2π, and the interval between the sequentially read values, that is, As shown in the Lissajous graph of FIG. 7 under the condition that the difference is always equal to or less than π / 2, Is the fourth quadrant, There than 0 in the direction of the change from P 1 to P 2, Is the first quadrant, There is to determine from 0 1 and beyond the 0 in the direction of the change to Q 2. Therefore, in this case,
It is necessary that the frequency of R sin θ and R cos θ, that is, the rate of change of α be 1/4 or less of the clock (CK) frequency for reading values.

そこで第8図のアップダウン判別回路25はR sinθ,R
cosθの周波数が上述の2倍になっても判別が行われる
ように、 の差が常にπ以下である条件にして、第9図のリサージ
ュグラフに示したように、 とπの位相差の がP1からP2へ方向の変化で0を超え、 が第1または第2象限で、 より大きかったら、 がQ1からQ2へ方向の変化で0を越えたと判別するもの
である。この判別回路25の動作を第2表の真理値表も参
照して以下説明する。
Therefore, the up / down determination circuit 25 in FIG.
Even if the frequency of cosθ becomes twice as described above, the determination is performed. Under the condition that the difference is always less than or equal to π, as shown in the Lissajous graph of FIG. Of the phase difference between But greater than 0 in the direction of the change from P 1 to P 2, Is the first or second quadrant, If it is bigger, There is for determining that exceeds the 0 in the direction of the change from Q 1 to Q 2. The operation of the determination circuit 25 will be described below with reference to the truth table of Table 2.

第8図の1クロックラッチ回路25bは を入力されて、次のクロックで を入力されるときに のMSBはノアゲートのNOR3およびアンドゲートのAND4に
入力されると共に、インバータのINV1で反転されて1ク
ロックラッチ回路25bの出力に戻る結果 に変換する。この が大小比較器25cに入力されて、大小比較器25cは第2表
に示した がYESの1かNoの0かの信号をNOR3,AND4およびナンドゲ
ートのNAND4に出力する。NAND4にはINV1から のMSBの反転信号も入力される。したがって、 基準で第1または第2象限の値であれば、 のMSBが第2表の第1〜4段のように0であり、 のMSBを反転した が第2表の第1段や第3段のように0であれば、NAND4
の入力が1,0となるから出力のアップ/ダウン信号が1
となり、NOR3の入力が0,0で出力が1,AND4の入力が0,0で
出力が0となるからノアゲートのNOR4の出力の▲
▼信号が0となる。また が第2表の第2段や第4段のように1であれば、NAND4
の入力が1,1となるからアップ/ダウン信号が0、NOR3
の入力が0,1で出力が0,AND4の入力が0,1で出力が0とな
るから▲▼信号が1となる。
The one-clock latch circuit 25b in FIG. And the next clock When you enter Is input to NOR3 of NOR gate and AND4 of AND gate, and is inverted by INV1 of inverter and returned to the output of 1 clock latch circuit 25b. Convert to this Is input to the size comparator 25c, and the size comparator 25c is shown in Table 2. Outputs a signal of 1 of YES or 0 of No to NOR3, AND4 and NAND4 of the NAND gate. NAND4 from INV1 The inverted signal of the MSB is also input. Therefore, Is the value in the first or second quadrant based on 0 , MSB is 0 as shown in the first to fourth rows of Table 2, MSB inverted Is 0 as shown in the first and third rows of Table 2, NAND4
Input is 1,0, so the output up / down signal is 1
The input of NOR3 is 0,0, the output is 1, the input of AND4 is 0,0, and the output is 0.
▼ The signal becomes 0. Also Is 1 as shown in the second and fourth rows of Table 2, NAND4
Input is 1,1 so the up / down signal is 0, NOR3
Are 0 and 1 and the output is 0, and the input of AND4 is 0 and 1 and the output is 0.

が第3または第4象限の値であれば、 のMSBが第2表の第5〜8段のように1であり、 が第2表の第5段や第7段のように0であれば、NAND4
の入力が0,0となるから出力のアップ/ダウン信号が1
となり、NOR3の入力が1,0で出力が0、AND4の入力が1,0
で出力が0であるからNOR4の出力が▲▼信号が
1となる。また が第2表の第6段や第8段のように1であれば、NAND4
の入力が1,0となるからアップ/ダウン信号が1、NOR3
の入力が1,1で出力が0、AND4の入力が1,1で出力が1で
あるから▲▼が0となる。これによって第2表
のカウンタコントロール信号が得られ、このアップ/ダ
ウン信号と▲▼信号の1,1の組合せがバイナリ
カウンタ26をアップカウントさせ、0,1の組合せがダウ
ンカウントさせ、1,0の組合せがバイナリカウンタ26の
並列入出力を短絡させてカウントさせないようにするロ
ードである。
Is in the third or fourth quadrant, MSB of 1 is 1 as shown in columns 5 to 8 of Table 2, Is 0 as shown in the fifth and seventh rows of Table 2, NAND4
Input becomes 0,0, so the output up / down signal is 1
The input of NOR3 is 1,0, the output is 0, and the input of AND4 is 1,0
And the output is 0, so that the output of NOR4 becomes 1 with the ▲ ▼ signal. Also Is 1 as shown in the 6th and 8th rows of Table 2, NAND4
Input is 1,0, so the up / down signal is 1, NOR3
, The input is 1,1 and the output is 0, and the input of AND4 is 1,1 and the output is 1, so ▲ is 0. As a result, the counter control signals shown in Table 2 are obtained, and the combination of the up / down signal and the ▲ ▼ signal, 1,1, causes the binary counter 26 to count up, and the combination of 0,1 causes the downcount, 1,0 Is a load for short-circuiting the parallel input / output of the binary counter 26 to prevent counting.

なお、アップダウン判別回路25はバイナリカウンタ26
に安定したカウンタコントロール信号を出力することが
重要であるから、それを満足させるために、第6図や第
8図の1クロックラッチ回路25aや25bをCK信号の立上り
で動作させ、バイナリカウンタ26を立下りで動作させる
とよい。また、バイナリカウンタ26はカウント値nのLS
Bが 値のMSBの1個上位に相当するから、nと 値の並びで が示されることになる。
The up / down determination circuit 25 is a binary counter 26
Since it is important to output a stable counter control signal, the one-clock latch circuits 25a and 25b shown in FIGS. 6 and 8 are operated at the rising edge of the CK signal to satisfy the requirement. Should be operated at the falling edge. In addition, the binary counter 26 has the LS of the count value n.
B is Since it is one MSB higher than the value, n and In a list of values Will be shown.

第1図に戻って、27aはクリア回路24の出力の 値とバイナリカウンタ26のカウント値のnを保持するラ
ッチ回路、27bはRメモリ23の出力のR値を保持するラ
ッチ回路、28aはラッチ回路27aに保持された 値とn値を出力する出力バッファ、28bはラッチ回路27b
に保持されたR値を出力する出力バッファ、I1〜I3はバ
ッファ、OR1,OR2はオアゲート、NOR1はノアゲートであ
る。出力バッファ8aの出力するn値と 値とから前述のようにθが求められる。
Returning to FIG. 1, 27a is the output of the clear circuit 24. A latch circuit for holding the value and the count n of the binary counter 26, a latch circuit 27b for holding the R value of the output of the R memory 23, and 28a for the latch circuit 27a Output buffer that outputs the value and n value, 28b is a latch circuit 27b
Output buffer, I 1 ~I 3 for outputting the held R values in the buffer, OR1, OR @ 2 is OR gate, NOR1 is a NOR gate. N value output from output buffer 8a From the value, θ is obtained as described above.

図示例では、R sinθ,R cosθの振幅が変動して縮小
し、得られるθの精度が低下する場合を考慮して、Rメ
モリ23の出力するR値の上位2ビットが0となった場合
は、NOR1およびOR1を介し警告信号ALARMが出力されて警
告が行われる。また、R sinθ,R cosθの振幅が増大し
てA/D変換器21a,21bの最大許容値を超えるようになる場
合もA/D変換器21a,21bからオーバーフロー信号OFが出力
され、OR2,OR1を介しALARMが出力されて警告が行われ
る。さらに、Rメモリ23の出力するR値のMSBが1とな
った場合も、先に述べたように実質的にR sinθ,R cos
θがオーバーフローしているから、OR1を介しALARMが出
力されて警告がなされる。
In the illustrated example, the upper two bits of the R value output from the R memory 23 become 0 in consideration of the case where the amplitudes of R sin θ and R cos θ fluctuate and decrease, and the accuracy of the obtained θ decreases. , A warning signal ALARM is output via NOR1 and OR1, and a warning is issued. Also, when the amplitude of R sin θ, R cos θ increases to exceed the maximum allowable value of the A / D converters 21a, 21b, the overflow signal OF is output from the A / D converters 21a, 21b, and OR2, ALARM is output via OR1 and a warning is issued. Further, when the MSB of the R value output from the R memory 23 becomes 1, as described above, R sin θ, R cos
Since θ overflows, ALARM is output via OR1 and a warning is issued.

以下、さらに具体的実施例を説明する。 Hereinafter, more specific examples will be described.

A/D変換器21a,21bに8ビット構成のマイクロパワーズ
システム社製MP−7684を用い、メモリ22およびRメモ
リ23に64Kバイド、45nsecのSRAMメモリの富士通社製MB8
1C84A−45を用いた。これらに掛かった費用はCPUを用い
る場合の1/4であった。メモリ22には0≦θ<2πを
8ビットで表した値をメモリし、Rメモリ23には8ビ
ットで表したR値をメモリした。スイッチングキャパシ
タ方式のA/D変換器21a,21bを13MHzで駆動して、メモ
リ22、Rメモリ23から8ビットの値、R値が13MHzの
処理時間で得られた。8ビットの値の分解能はR値の
上位2ビットが共に0にならない限り2π/256であっ
た。クリア回路24と後段のラッチ回路27aに4個の高速
タイプのTTLから成るICを用いた。これは、16MHzの値
の変化に対して確実にクリア機能を果した。アップダウ
ン制御回路25を第6図の構成にして、1クロックラッチ
回路25aにカウンタ用ICを用いた。そしてバイナリカウ
ンタ26に74AS869を用いた。これにより16MHzのCK周波数
で全く問題なくアップ/ダウンを判別しnをカウントで
きた。これによれば、R sinθ,R cosθの4MHzまで変化
速度に追従できる。1クロックラッチ回路25aにDラッ
チ回路を2個直列接続したものを用いた場合も同様であ
った。アップダウン判別回路25を第8図の構成にして、
1クロックラッチ回路25bに25aと同様のものを、大小比
較器25cに74F686を用いた。そしてバイナリカウンタ26
にカウンタアレイの74F669を用いた。これによって16MH
zのCK周波数で同様にアップ/ダウンを判別してnをカ
ンウトできた。これによれば、R sinθ,R cosθのπの
位相変化に対して8MHzまでの変化速度に追従できる。こ
れは、大小比較器25cが1クロックラッチ回路とDラッ
チ回路とを用いて出力を反転し、クリア回路のように74
F283などにより演算を行って、キャリーC8をモニターす
るものであっても変わらない。
The A / D converters 21a and 21b use an 8-bit MP-7684 manufactured by Micro Power Systems, and the memory 22 and the R memory 23 are 64K bytes and 45nsec SRAM memory of Fujitsu MB8.
1C84A-45 was used. These costs were 1/4 that of using a CPU. The memory 22 stores a value represented by 8 bits of 0 ≦ θ <2π, and the R memory 23 stores an R value represented by 8 bits. The A / D converters 21a and 21b of the switching capacitor type were driven at 13 MHz, and an 8-bit value and an R value were obtained from the memory 22 and the R memory 23 in a processing time of 13 MHz. The resolution of the 8-bit value was 2π / 256 as long as the upper two bits of the R value were not both zero. An IC composed of four high-speed TTL circuits is used for the clear circuit 24 and the latch circuit 27a at the subsequent stage. This reliably performed a clear function against a change in the value of 16 MHz. The up-down control circuit 25 was configured as shown in FIG. 6, and a counter IC was used for the one-clock latch circuit 25a. Then, 74AS869 was used for the binary counter 26. As a result, up / down was determined without any problem at a CK frequency of 16 MHz, and n could be counted. According to this, it is possible to follow the changing speed up to 4 MHz of R sin θ and R cos θ. The same applies to the case where one clock latch circuit 25a and two D latch circuits connected in series are used. The up / down determination circuit 25 is configured as shown in FIG.
The same one as the one 25a was used for the one-clock latch circuit 25b, and the 74F686 was used for the magnitude comparator 25c. And binary counter 26
The counter array 74F669 was used. This gives 16MH
Up / down was similarly discriminated at the CK frequency of z, and n could be counted. According to this, it is possible to follow the change speed up to 8 MHz with respect to the phase change of R sin θ and R cos θ of π. This is because the magnitude comparator 25c inverts the output using a one-clock latch circuit and a D-latch circuit, and operates as in a clear circuit.
It does not change even if the calculation is performed by F283 or the like and the carry C8 is monitored.

第6図や第8図のようなアップダウン判別回路25は、
プログラマブルアレイ論理(PAL)に収めるのに非常に
効率のよいロジック系であり、通常では高速タイプのTT
L3個を必要とするところを1個のPALに収めることがで
き、小型化と節電を実現できる。さらにA/D変換器21a,2
1b以降をLCA化すれば、一層の小型化および節電と高信
頼性を容易に得ることができる。
The up / down discriminating circuit 25 as shown in FIG. 6 and FIG.
This is a very efficient logic system that can be stored in the programmable array logic (PAL).
Where P3 is required, it can be accommodated in one PAL, and miniaturization and power saving can be realized. A / D converters 21a, 2
If the 1b and later are converted to LCA, further miniaturization, power saving and high reliability can be easily obtained.

以上のような信号処理回路においては、全回路を13MH
zで安定して駆動することができ、2π/256の位相分解
能でθを求めることができた。これは、従来の変位計が
高々2MHz程度の処理速度で、しかも最高精度でも2π/1
27程度の位相分解能であることからすると、6倍以上高
速で、2倍以上の精度が得られることになる。また、実
施例の信号処理回路では、入力信号に対してゲイン調整
しか行わず、他のアナログ回路が全くないことから、電
気的に位相計数値の非直線性が発生することがないと言
う従来法にない優れた効果も得られる。
In the above signal processing circuit, all circuits are 13 MHz.
It was possible to drive stably with z, and to obtain θ with a phase resolution of 2π / 256. This is because conventional displacement gauges have a processing speed of at most about 2 MHz, and have a maximum accuracy of 2π / 1.
Given that the phase resolution is about 27, the accuracy is 6 times or more and the accuracy is 2 times or more. Further, in the signal processing circuit of the embodiment, only the gain adjustment is performed on the input signal, and since there is no other analog circuit at all, the non-linearity of the phase count value does not occur electrically. Excellent effects that are not available in the law can also be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の変位計においては、可動物体の変位から得ら
れるR sinθ,R cosθの信号を従来の変位計のようにリ
アルタイムで演算処理してθを求めることは行わず、R
sinθ,R cosθの信号を予め求めた0≦θ<2πのθの
デジタル値である値を記憶しているメモリから対応す
る値を読み出すのに用いて、かつ値のアップ/ダウ
ン判別カウント手段に値が0にならなくてもいずれの
向きで0を越したかの判別とそれに基づくカウントがで
きる手段を用いているから、早いαの変化速度に対応し
て高速で高精度にθを求めることができて、しかも信号
処理回路を低コスト、コンパクトに構成することがで
き、電力消費も少なくできると言う優れた効果が得られ
る。
In the displacement meter of the present invention, the signals of R sin θ and R cos θ obtained from the displacement of the movable object are not calculated in real time as in the conventional displacement meter to obtain θ, and R
The signal of sin θ, R cos θ is used to read out a corresponding value from a memory storing a digital value of θ of 0 ≦ θ <2π, which is obtained in advance, and is used as a value up / down discrimination counting means. Even if the value does not become 0, it uses a means that can determine in which direction the value has exceeded 0 and count based on it. Therefore, it is necessary to obtain θ at high speed and with high accuracy corresponding to a fast α change speed. In addition, an excellent effect that the signal processing circuit can be configured at low cost and compactly and power consumption can be reduced can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の変位計に用いられる信号処理回路の1
例を示すブロック回路図、第2図はR sinθ,R cosθの
リサージュグラフ、第3図および第4図はメモリおよ
びRメモリのメモリ内容の例を示すメモリグラフ、第5
図はクリア回路の例を示すブロック回路図、第6図およ
び第8図はそれぞれアップダウン判別回路の例を示すブ
ロック回路図、第7図および第9図はそれぞれ第6図お
よび第8図の判別回路の機能を説明するためのリサージ
ュグラフ、第10図は変位計の1例を示す概略構成図であ
る。 1……安定化レーザ、2……ビームスプリッタ 3……λ/8板、4……固定コーナキューブ 5……移動コーナキューブ 6……偏光ビームスプリッタ 7……フィルタ、8……偏光板 9……検出器、10……増幅器 11……演算増幅器、12……信号処理回路 21a,21b……A/D変換器、22……メモリ 23……Rメモリ、24……クリア回路 24a……トランスペアレントラッチ回路 24b……フルアダー 25……アップダウン判別回路 25a,25b……1クロックラッチ回路 25c……大小比較器、26……バイナリカウンタ 27a,27b……ラッチ回路 28a,28b……出力バッファ
FIG. 1 shows a signal processing circuit 1 used in the displacement meter of the present invention.
FIG. 2 is a Lissajous graph of R sin θ and R cos θ; FIGS. 3 and 4 are memory graphs showing examples of memory contents of a memory and an R memory;
6 is a block circuit diagram showing an example of a clear circuit, FIGS. 6 and 8 are block circuit diagrams showing an example of an up / down discriminating circuit, and FIGS. 7 and 9 are FIGS. 6 and 8, respectively. Lissajous graph for explaining the function of the discriminating circuit. FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an example of a displacement meter. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stabilized laser, 2 ... Beam splitter 3 ... λ / 8 plate, 4 ... Fixed corner cube 5 ... Moving corner cube 6 ... Polarized beam splitter 7 ... Filter, 8 ... Polarizer 9 ... ... Detector, 10 ... Amplifier 11 ... Operational amplifier, 12 ... Signal processing circuit 21a, 21b ... A / D converter, 22 ... Memory 23 ... R memory, 24 ... Clear circuit 24a ... Transparent Latch circuit 24b Full adder 25 Up / down determination circuit 25a, 25b 1-clock latch circuit 25c Large / small comparator, 26 Binary counter 27a, 27b Latch circuit 28a, 28b Output buffer

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】可動物体の一方向の移動量αからR sinθ,
R cosθ(但し、θ=2πα/S、Sは所定周期)で変化
する電気信号を得て、それら2種の信号をデジタル変換
したデジタル信号を読み出し信号として予め前記2種の
デジタル信号の種々の組合わせに対応する種々の値
(但し、値は0≦=θ−2nπ<2πののデジタル
値、nは後記カウント数)を記憶しているメモリから
対応した値を読み出すと共に、値が増加から減少ま
たは減少から増加する回数をカウントしてnを求め、
値とnからθを求める変位計であって、順次読み出され
る値の間隔がπ/k(但し、kは2または1)以下にな
る条件に設定し、nを0にしたときの読み出された値
と、その後の任意の時点に読み出された値との差を その次に読み出された値との差を として、kを2に設定したときは、 が第1象限の値のときにアップカウント、 が第1象限の象限の値で、 が第4象限の値のときダウンカウント、それ以外はカウ
ントしないアップ/ダウン判別カウント手段を用い、k
を1に設定したときは、 とπだけ位相の異なる より小なるときアップカウント、 より大なるときダウンカウント、それ以外はカウントし
ないアップ/ダウン判別カウント手段を用いることを特
徴とする変位計。
1. A method according to claim 1, wherein the amount of movement of the movable object in one direction is R sin θ,
An electric signal changing at R cos θ (where θ = 2πα / S, S is a predetermined cycle) is obtained, and a digital signal obtained by digitally converting the two signals is read out as a read signal. The corresponding value is read out from the memory storing various values (where the value is a digital value of 0 ≦ = θ−2nπ <2π, and n is a count number described later) corresponding to the combination, and the value increases. Counting the number of decrease or increase from decrease to obtain n,
This is a displacement meter that obtains θ from a value and n, and is read out when n is set to 0 when the interval between sequentially read values is set to π / k (where k is 2 or 1) or less. The difference between the read value and the value read at The difference between the next read value and When k is set to 2, Counts up when is in the first quadrant, Is the value of the quadrant of the first quadrant, Is counted in the fourth quadrant, and counting is performed by using up / down discriminating counting means that does not count otherwise.
When is set to 1, Phase difference by π Up count when smaller, A displacement meter using up / down discriminating counting means for counting down when it is larger and not counting otherwise.
【請求項2】前記可動物体がレーザ測長計の移動反射物
体である特許請求の範囲第1項記載の変位計。
2. The displacement meter according to claim 1, wherein said movable object is a moving reflection object of a laser length meter.
【請求項3】前記可動物体がロータリエンコーダやリニ
アエンコーダ等の等ピッチで被検出部を有するスケール
板である特許請求の範囲第1項記載の変位計。
3. The displacement meter according to claim 1, wherein said movable object is a scale plate having a portion to be detected at an equal pitch, such as a rotary encoder or a linear encoder.
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