[發(fā)明專利]檢測裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200910165537.2 | 申請日： | 2009-07-29 |
| 公開（公告）號： | CN101639369A | 公開（公告）日： | 2010-02-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 瀨尾雄三 | 申請（專利權(quán)）人： | 佳能株式會社 |
| 主分類號： | G01D18/00 | 分類號： | G01D18/00;G01B9/02 |
| 代理公司： | 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 | 代理人： | 魏小薇 |
| 地址： | 日本*** | 國省代碼： | 日本;JP |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 檢測 裝置 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，所述檢測裝置檢測表示待檢測對象的位置的由余弦函數(shù)和正弦函數(shù)近似的兩個位置信號中所包含的誤差分量。
背景技術(shù)
如下這樣的檢測裝置在工業(yè)中被用于諸如編碼器或干涉儀之類的寬范圍領(lǐng)域，該檢測裝置檢測表示位置或角度的由余弦函數(shù)和正弦函數(shù)近似的兩個位置信號中所包含的誤差分量。這些位置信號由例如A＝Gcosθ和B＝Gsinθ的兩個表達式近似。
通過使用A/D轉(zhuǎn)換器將這些位置信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并且，通過使用微處理單元(MPU)或數(shù)字信號處理器(DSP)執(zhí)行反正切計算。根據(jù)這些計算，可以高分辨率獲得與位置或角度成比例的值(相位θ)。
從檢測器輸出的信號中包含偏移誤差或幅度誤差等。作為校正這些誤差以執(zhí)行檢測的檢測裝置，例如，美國專利第4458322號是已知的。并且，作為另一種用于校正誤差的技術(shù)，例如，美國專利第5581488號已被提出。美國專利第5581488號公開了除了偏移誤差或幅度誤差以外還校正由相位差誤差、二次畸變和三次畸變導(dǎo)致的誤差的方法。
從檢測器輸出的位置信號包含由與理想的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)不同的各種類型的頻率成分構(gòu)成的誤差分量。例如，通過用從檢測器頭輸出的兩個位置信號除以幅度G獲得的信號由下列表達式1和2表示。稍后將對系數(shù)進行說明。
A/G＝cosθ+ZA+gcosθ+hsinθ+...+pkcoskθ+qksinkθ????(1)
B/G＝sinθ+ZB-gsinθ+hcosθ+...+rkcoskθ+sksinkθ????(2)
結(jié)果，可以看出，作為獲得的位置或角度的位置信號(具有相位θ)包含各種類型的誤差分量。常規(guī)的檢測裝置(誤差校正技術(shù))對于各誤差因素獨立地執(zhí)行校正。因此，存在為了處理大量的誤差因素使得檢測裝置極其復(fù)雜的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了校正由高次分量導(dǎo)致的檢測誤差的高度精確的檢測裝置。
作為本發(fā)明的一個方面的檢測裝置被配置為檢測表示待檢測對象的位置的由余弦函數(shù)和正弦函數(shù)近似的兩個信號中所包含的誤差分量。該檢測裝置包含：運算部，被配置為確定誤差預(yù)測值以基于該誤差預(yù)測值減小在所述兩個信號中包含的誤差，并且輸出兩個誤差校正信號；相位運算部，被配置為基于所述兩個誤差校正信號計算表示待檢測對象的位置的相位；存儲部，被配置為存儲所述兩個誤差校正信號和所述兩個誤差校正信號的在多個相位處的多個采樣值；和傅立葉變換部，被配置為通過使用所述多個采樣值執(zhí)行傅立葉變換以獲得表示所述兩個誤差校正信號的兩個表達式中的各項的系數(shù)αk、βk、γk和δk，該兩個表達式被表示如下：
A＊＝α0+α1cosθ+β1sinθ+...+αkcoskθ+βksinkθ
B＊＝γ0+γ1cosθ+δ1sinθ+...+γkcoskθ+δksinkθ
這里，A＊和B＊是兩個誤差校正信號，θ是信號之間的相位，k大于或等于2。運算部被配置成通過使用這兩個表達式中各項的系數(shù)迭代地更新誤差預(yù)測值。
從下文參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其它特征和方面將變得清楚。
附圖說明
圖1是本實施例中的檢測裝置的檢測框圖。
具體實施方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施例。
本實施例的檢測裝置是檢測表示待測量對象的位置的由余弦函數(shù)和正弦函數(shù)近似的兩個信號中所包含的誤差分量的檢測裝置。本實施例的檢測裝置抑制由各位置信號中包含的高次分量導(dǎo)致的檢測誤差。
由于涉及復(fù)雜的信號處理，因此優(yōu)選通過使用數(shù)字運算單元構(gòu)成本發(fā)明。因此，首先，作為模擬信號輸出的位置信號被A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。可根據(jù)需要的分辨率選擇A/D轉(zhuǎn)換器的位寬度，并且，一般使用寬度為8～18位的A/D轉(zhuǎn)換器。
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