[发明专利]检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，所述检测装置检测表示待检测对象的位置的由余弦函数和正弦函数近似的两个位置信号中所包含的误差分量。

背景技术

如下这样的检测装置在工业中被用于诸如编码器或干涉仪之类的宽范围领域，该检测装置检测表示位置或角度的由余弦函数和正弦函数近似的两个位置信号中所包含的误差分量。这些位置信号由例如A＝Gcosθ和B＝Gsinθ的两个表达式近似。

通过使用A/D转换器将这些位置信号转换成数字信号，并且，通过使用微处理单元(MPU)或数字信号处理器(DSP)执行反正切计算。根据这些计算，可以高分辨率获得与位置或角度成比例的值(相位θ)。

从检测器输出的信号中包含偏移误差或幅度误差等。作为校正这些误差以执行检测的检测装置，例如，美国专利第4458322号是已知的。并且，作为另一种用于校正误差的技术，例如，美国专利第5581488号已被提出。美国专利第5581488号公开了除了偏移误差或幅度误差以外还校正由相位差误差、二次畸变和三次畸变导致的误差的方法。

从检测器输出的位置信号包含由与理想的余弦函数和正弦函数不同的各种类型的频率成分构成的误差分量。例如，通过用从检测器头输出的两个位置信号除以幅度G获得的信号由下列表达式1和2表示。稍后将对系数进行说明。

A/G＝cosθ+Z_A+gcosθ+hsinθ+...+p_kcoskθ+q_ksinkθ    (1)

B/G＝sinθ+Z_B-gsinθ+hcosθ+...+r_kcoskθ+s_ksinkθ    (2)

结果，可以看出，作为获得的位置或角度的位置信号(具有相位θ)包含各种类型的误差分量。常规的检测装置(误差校正技术)对于各误差因素独立地执行校正。因此，存在为了处理大量的误差因素使得检测装置极其复杂的问题。

发明内容

本发明提供了校正由高次分量导致的检测误差的高度精确的检测装置。

作为本发明的一个方面的检测装置被配置为检测表示待检测对象的位置的由余弦函数和正弦函数近似的两个信号中所包含的误差分量。该检测装置包含：运算部，被配置为确定误差预测值以基于该误差预测值减小在所述两个信号中包含的误差，并且输出两个误差校正信号；相位运算部，被配置为基于所述两个误差校正信号计算表示待检测对象的位置的相位；存储部，被配置为存储所述两个误差校正信号和所述两个误差校正信号的在多个相位处的多个采样值；和傅立叶变换部，被配置为通过使用所述多个采样值执行傅立叶变换以获得表示所述两个误差校正信号的两个表达式中的各项的系数α_k、β_k、γ_k和δ_k，该两个表达式被表示如下：

A^＊＝α₀+α₁cosθ+β₁sinθ+...+α_kcoskθ+β_ksinkθ

B^＊＝γ₀+γ₁cosθ+δ₁sinθ+...+γ_kcoskθ+δ_ksinkθ

这里，A^＊和B^＊是两个误差校正信号，θ是信号之间的相位，k大于或等于2。运算部被配置成通过使用这两个表达式中各项的系数迭代地更新误差预测值。

从下文参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征和方面将变得清楚。

附图说明

图1是本实施例中的检测装置的检测框图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明的示例性实施例。

本实施例的检测装置是检测表示待测量对象的位置的由余弦函数和正弦函数近似的两个信号中所包含的误差分量的检测装置。本实施例的检测装置抑制由各位置信号中包含的高次分量导致的检测误差。

由于涉及复杂的信号处理，因此优选通过使用数字运算单元构成本发明。因此，首先，作为模拟信号输出的位置信号被A/D转换器转换成数字信号。可根据需要的分辨率选择A/D转换器的位宽度，并且，一般使用宽度为8～18位的A/D转换器。