发明名称 角位置检测器
摘要
申请公布号 TW080654 申请公布日期 1986.09.16
申请号 TW074100303 申请日期 1985.01.23
申请人 凯恩编码公司 发明人
分类号 G01B21/22 主分类号 G01B21/22
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.检测转换器所面临之介质及/或导磁率中变化之存在及/或位置之方法,其中,转换器系一规定圆形行列之诸电极及/或同样大小与形状之诸磁极片,该方法包括下列诸步骤:a产生各对调相驱动信号对,每对包括一信号及其互补信号,每一驱动信号包括多个具有振幅及频率相同之二个位准之二相方波,其中,所有驱动位准之转移皆同步发生,其中,对一规定之循环数(n循环)各驱动信号变更相位180,n/2循环;且其中,K等于驱动信号数,各相移继先前之驱动相移之后发生N/K循环,且其中N之选择为使2N/K成整数;b将每个驱动信号馈入该行列中之一分立电极,其中,各信号及其互补信号系馈入正相对之电极,且其中,驱动信号之相位进展(PhaseProgression)关系与电极之角关系成正比;c将诸驱动信号在一中心波节上结合,使所有驱动信号对之叠加在无变化之情况下系恒定,在有变化出现时则与驱动信号同步变化,且其中,中心波节上之信号为所有驱动信号对之代数和叠加;d产生一同步取样信号 冲列,在各转移间采取中心波节上之合成信号样品,该取样信号 冲之期间小于该驱动信号周期之半,其频率与该驱动信号相同,因此,该同步测得之合成信号为一多级之信号,其级数等于驱动数;e其中,该同步测得之信号为一正弦波之多级近似波,其中,该正弦波与一定时点间之相位角与转换器所面临之介质变化角位置成正比,该相位角为一既定驱动信号之相移;f决定上述多级正弦近似波之相位角2.根据上述请求专利部份第1.项所述之方法,其中,驱动信号对包括三对驱动信号,其中之一在零弧度(零度)处转移,另一在2/3弧度(120)处转移,第三对在4/3弧度(240)处转移。3.根据上述请求专利部份第1.项所述之方法,其中,两样品信号相隔180发生,来自第二样品之合成信号经倒置并加于第一样品信号。4.根据上述请求专利部份第3.项所述之方法,其中,在瞬变消除之前,驱动信号之各循环中并不产生样品信号。5.根据上述请求专利部份第1.项所述之方法,其中,驱动信号对系藉下列步骤产生:a产生之方波信号,各方波信号之相转变相互差异1208;b将各方波信号与一载波信号在一互斥「或」闸中结合,使该载波信号之相位调变180或0;c将来自各互斥「或」闸之输出信号分裂成二驱动信号,并将驱动信号之一倒反以形成一信号与其互补信号;d使用一系统时钟信号随一取样闸装置之开启经由闩锁储存所有驱动信号。6.根据上述请求专利部份第5.项所述之方法,其中,藉电容耦合将驱动信号结合于中心波节。7.根据上述请求专利部份第1.项所述之方法,其中,决定多级正弦近似波相位角之步骤包括:a产生一取样系统,在与基准信号有已知相位关系之各时间,选取上述正弦波之振幅之多个周期性等间隔样品(K个样品);b将K个样品缩减为K/2个向量;c将K/2个向量缩减为表示原正弦波或正弦近似波之正弦及余弦成分之二正交向量;d将该等正交向量转换为上述正弦波或正弦近似波之相位角及振幅。8.根据上述请求专利部份第1.项所述之方法,并进一步补偿指示指针位置因波动及转换器与转动构件间之距离所引起之对真正指针位置之变异,该距离变异与预期之合成电信号之振幅变化有关,其步骤如下:a决定多级正弦近似波信号之振幅;b依据该振幅产生一振幅补偿値;c将该振幅补偿値加于该多级正弦近似波信号之相位代表値,以提供一修正値,指示经补偿之指针位置。9.根据上述请求专利部份第8.项所述之方法,其中步骤b包括下列诸步骤:a在记忆器中设置一检查表,表中载明来自一既定规格之规定振幅变化之信号补偿値;b将测得之多级正弦近似波信号兴检查表上之有关读数相配合,以产生该振幅补偿値。10.根据上述请求专利部份第1.项所述之方法,其中,多个转换器面临对等多之仪表刻度盘,该等刻度盘构成介质中之变化,且其中,若干刻度盘为可连续移动位置之指示器,代表任何数字系统中之较低效与较高效数位,两相邻指示器之较高效者中之移动与较低效者之比为l/N,其中N为所采用之该数字系统之基数,且其中,提供一校正指示器机械位置误差之方法,该方法包括:a自最低效指示器开始,将相当于各指示器之多级正弦近似波之相位角转算成其代表値,并将来自各较低效指示器之値储存于一储存装置;b对第一个以后之各读数,依据来自所有较低效指示器之先前校正値之累积校正因数,以加法装置自动加一核正因数于所读指示器之视値,此 使各较高效指示器之读数反应来自所有先前较低效指示器之校正値而确实落于该所读较高效指示器上两相邻整数之中间;c将各指示器之已校正读数自动供应至一信号发生装置。11.根据上述请专利部份第10.项所述之方法,其中,校正因数系藉当较低效之已调整刻度盘读数接近零时自较高效刻度盘读数减去半个数位之当量并于该较低效数位通过零时加半个数位之当量于该较高效刻度盘读数而产生。12.根据上述请求专利部份第11.项所述之方法且进一步当该较低效刻度盘最远离转移点时加一零于该较高效刻度盘读数。13.根据上述请求专利部份第10.项所述之方法,其中,调整因数与前一较低效刻度盘之数位値成正比。14.根据上述请求专利部份第12.项所述之方法,其中,调整因数与依据各先前较低效刻度盘之调整値之累积和成正比。各该调整値等于该规定之先一刻度盘之盘面数位读数除以所读之刻度盘与该规定刻度盘间之齿轮比。15.根据上述请求专利部份第14.项所述之方法,其中,任何第n个刻度盘Dn之所需数位读数Rn系由下列等式决定:各术语解释如下:n=刻度盘号码(1=最低效刻度盘),C=最大许可计数或状态(本系统亦使用2560),WCn=刻度盘n之计数(0-2559),Ri=第i个刻度盘之读数(十进制)(自0至9之整数),Rn=第n个刻度盘之读数(十进制,自0至9之整数)Rn-1=第(n-l)个刻度盘之读数,(十进制整数)INT=后续项之整数値,取至十进数小数点。16.决定一正弦波或正弦近似波对一与该正弦波同频率及同振幅之基准信号之相位角之方法,包括下列诸步骤:a产生该已知特性之基准信号;b产生一取样系统,于对该基准信号具有已知相位关系之诸时间,选取该正弦波振幅之多个周期性,等间隔样品(K个样品);c将K个样品缩减为K/2个向量;d将K/2个向量缩减为两个正交向量,代表原正弦波或正弦近似波之正弦及余弦成分;e将正交向量换算为该正弦波或正弦近似波之相位角及振幅。17.一检测转动构件对一预定零位置之位置之装置,该装置之型式为,其中,一转换器面对该转动构件且与之电耦合以提供一指示该指针位置之合成电信号;且其中,该指示指针位置因该转换器与转动构件间之距离变动而可能与真正指针位置有变异,且其中,此距离变异与该合成电信号之预期振幅中之变化有关,一补偿该变化之方法包括下列诸步骤:a决定该测得信号之振幅;b依据该振幅产生一振幅补偿値;c将该振幅补偿値加于该合成电信号之相位代表値,以提供一指示该已补偿之指针位置之校正値。18.根据上述请求专利部份第17.项所述之方法,其中步骤b包括:a在记忆器中设置一检查表,表上载明一既定规格之规定振幅变化之信号补偿値;b将该检测信号之振幅与该检查表之一相关读数配合,以产生一振幅补偿値。19.多个n可连续移动位置之指示器,代表任何数字系统中之较低效及较高效数位,在遥读该指示器之位置之一装置中,两相邻指示器之任何较高效者与较低效者之运动为1/N之比,其中心N为所采用之数字系统之基数,校正该等指示器机械位置中之误差之方法包括:a自最低效指示器开始,以感测装置自动求取该等指示器之读数至N-基数数字系统之最接近数位,并将得自各较低效指示器之读数储存于一储存装置中;b对第一读数以后之各读数,依据一来自所有较低效指示器之先前调整値之累积较正因数,以加法装置自动加一可变校正因素于研读之指示器之视値,使各指示器之读数反应夹自所有先前较低效指示器之校正値而确实落于所读之该较高效指示器上两相邻整数之中间;c将各指示器之已校正读数自动供应至一信号发生装置。20.根据上述请求专利部份第19.项所述之方法,其中,该校正因素系藉下列方法产生,即:当该较低效已调整之刻度盘读数接近零时,自较高效刻度盘读数减去半数位之当量,当该较低效数位通过需时,加半数位当量于该较高效刻度盘读数。21.根据上述请求专利部份第20.项所述之方法,且进一步于该较低效刻度盘离开转移点(刻度盘周围之半途)最远时,加零于该较高效刻度盘读数。22.根据上述请求专利部份第19.项所述之方法,其中,调整因数与前一较低效刻度盘之数位値成正比。23.根据上述请求专利部份第22.项所述之方法,其中,调整因数与依据各先前较低效刻度盘之调整値累积和成正比,各调整値等于该规定之前一刻度盘之数位读数除以所读刻度盘与该规定刻度盘间之齿轮比。24.根据上述请求专利部份第19.项所述之方法,其中,任何第n个刻度盘Dn之所需数位读数Rn 由下列等式决定之:诸术语解释如下:n=刻度盘号码(1=最低效刻度盘)C=最大许可计数或状态(本系统使用2560)Cn=刻度盘n之计数数(0-2559),Ri=第i个刻度盘之读数(十进制整数,自0至9),Rn=第n个刻度盘之读数(十进制,自0至9之整数)。Rn-1=第(n-1)个刻度盘之读数(十进制整数)INT=后续项之整数値,取至十进数小数点)。
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