(57)【要約】      （修正有）【課題】ステータスメッセージを後続電子装置に簡単に出力可能であるエンコーダを提供する。【解決手段】・監視装置３０が設けられ、監視すべき信号Ｘが、監視装置３０に供給され、修正信号Ｍが、監視装置３０から修正装置４０に出力可能であり、・少なくとも１つの位置信号Ｐ０，Ｐ９０、ＰＲが、修正装置４０に供給され、位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲが、少なくとも１つのステータスメッセージを伝送するために修正装置４０によって修正可能であり、出力信号Ａ０，Ａ９０，ＡＲとして後続電子装置８０に出力可能であり、・修正は、修正信号Ｍに基づいてノイズ成分量を少なくとも１つの位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲに加算することによって実行される。【選択図】図１
2018081088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定目盛（１６，１７）が配置されている目盛キャリア（１４）と、前記測定目盛（１６，１７）を走査することによって位置に依存する走査信号（Ｓ０，Ｓ９０，Ｒ）を生成するための走査装置（１２）と、前記走査信号（Ｓ０，Ｓ９０，Ｒ）を位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）に処理するための信号処理装置（２０）とを有するエンコーダにおいて、
・監視装置（３０）が設けられていて、監視すべき少なくとも１つの信号（Ｘ，Ｘ０，Ｘ９０）が、この監視装置（３０）に供給されていて、当該監視すべき信号（Ｘ，Ｘ０，Ｘ９０）の当該監視に基づいて、１つの修正信号（Ｍ，Ｍ０，Ｍ９０）が、この監視装置（３０）から修正装置（４０）に出力可能であり、
・少なくとも１つの位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が、前記修正装置（４０）に供給されていて、前記位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が、少なくとも１つのステータスメッセージを伝送するために前記修正装置（４０）によって修正可能であり、出力信号（Ａ０，Ａ９０，Ａ１８０，Ａ２７０，ＡＲ，／ＡＲ）として後続電子装置（８０）に出力可能であり、
・当該修正は、前記修正信号（Ｍ，Ｍ０，Ｍ９０）に基づいてノイズ成分量を前記少なくとも１つの位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）に加算することによって実行されることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記ノイズ成分量は、オフセット電圧（ａ）であり、当該加算は、前記オフセット電圧（ａ）を前記位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）に加算することによって実行される請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記ノイズ成分量は、位相位置であり、当該加算は、複数の前記位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）のうちの１つの位置信号を１つの誤差角度（φ）だけシフトさせることによって実行される請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項４】
少なくとも１つの差動位置信号対（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が、前記信号処理装置（２０）によって生成可能であり、前記ノイズ成分量が、前記差動位置信号対（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）の両信号に等しく加算可能である請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記ノイズ成分量は、オフセット電圧（ａ）である請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
テスト信号（Ｔ）が、前記監視装置（３０）によって監視すべき装置に出力可能である請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンコーダ。
【請求項７】
測定目盛（１６，１７）が配置されている目盛キャリア（１４）と、前記測定目盛（１６，１７）を走査することによって位置に依存する走査信号（Ｓ０，Ｓ９０，Ｒ）を生成するための走査装置（１２）と、前記走査信号（Ｓ０，Ｓ９０，Ｒ）を位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）に処理するための信号処理装置（２０）とを有するエンコーダによってステータスメッセージを出力するための方法において、
・監視装置（３０）が設けられていて、監視すべき少なくとも１つの信号（Ｘ，Ｘ０，Ｘ９０）が、この監視装置（３０）に供給され、当該監視すべき信号（Ｘ，Ｘ０，Ｘ９０）の当該監視に基づいて、１つの修正信号（Ｍ，Ｍ０，Ｍ９０）が、この監視装置（３０）から修正装置（４０）に出力され、
・少なくとも１つの位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が、前記修正装置（４０）に供給され、前記位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が、少なくとも１つのステータスメッセージを伝送するために前記修正装置（４０）によって修正され、出力信号（Ａ０，Ａ９０，Ａ１８０，Ａ２７０，ＡＲ，／ＡＲ）として後続電子装置（８０）に出力され、
・ノイズ成分量が、前記修正信号（Ｍ，Ｍ０，Ｍ９０）に基づいて加算されることによって、前記少なくとも１つの位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が修正されることを特徴とする方法。
【請求項８】
前記ノイズ成分量は、オフセット電圧（ａ）であり、このオフセット電圧（ａ）は、前記位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）に加算することによって加算される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ノイズ成分量は、位相位置であり、当該加算は、複数の前記位置信号（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）のうちの１つの位置信号を１つの誤差角度（φ）だけシフトさせることによって実行される請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの差動位置信号対（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）が、前記信号処理装置（２０）によって生成され、前記ノイズ成分量が、前記差動位置信号対（Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ）の両信号に等しく加算される請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記ノイズ成分量は、オフセット電圧（ａ）である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
テスト信号（Ｔ）が、前記監視装置（３０）によって監視すべき装置に出力される請求項７〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステータスメッセージは、オフセット電圧（ａ）の加算又は非加算によってコード化される複数のビットを有するデジタルデータ語（Ｄ）として伝送される請求項７〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載のエンコーダ、及び請求項７に記載のエンコーダを稼働させるための方法に関する。インクリメンタルエンコーダが、ステータス情報を後続電子装置に信号伝送することを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
インクリメンタルエンコーダは、自動化技術において、特に工作機械で、複数の可動部材同士の位置変化を測定するために使用される。したがって、インクリメンタルロータリーエンコーダは、例えば回転軸の回転移動を測定する。これに対して、インクリメンタルリニアエンコーダは、可動に配置された複数の機械部材同士の直線移動を測定する。
【０００３】
周知のインクリメンタルエンコーダでは、規則的に配置された複数のコード要素から成る目盛トラックが、検出装置によって走査される。この場合、様々な物理的な走査原理、例えば、光学式の走査原理、磁気式の走査原理、電磁誘導式の走査原理、静電容量式の走査原理が使用され得る。当該走査に由来する検出信号は、一定の移動（一定の速度又は一定の回転数）の場合は、好ましくはほぼ正弦波である。当該位置情報が、例えば、経過した複数の信号周期を計数することによって取得され得るか、又は、高い分解能が要求される場合は、さらに、当該複数の信号周期を複数の角度セグメントに分割すること（補間）によって取得され得る。例えば９０°の位相シフトを相互に有する２つの検出信号が生成されるときに、方向情報が取得され得る。インクリメンタルエンコーダの原理に応じた相対位置測定のための絶対基準点を提供するため、多くの場合、基準インパルスが、少なくとも１つの位置で生成される。このため、適切な目盛パターンが、同様に検出装置によって走査される独立した目盛トラック上に配置され得る。
【０００４】
当該検出装置によって取得された検出信号が、信号処理装置内で処理され、出力インタフェースの仕様に応じて適合される。インクリメンタルエンコーダ用の周知のインタフェースは、例えばインクリメンタル信号に対して、１Ｖのピークツーピーク値を要求する。
【０００５】
このようなアナログインタフェースのほかに、デジタルインクリメンタル信号を出力するインタフェースも存在する。この場合には、デジタル式の、すなわち矩形状のインクリメンタル信号が、信号処理装置内でアナログ検出信号から生成される。ここでも、互いに位相シフトした２つのデジタルインクリメンタル信号が、移動方向に依存する位置測定のために必要である。
【０００６】
基準インパルスが、同様にインタフェースに応じてアナログ式に又はデジタル式に出力される。
【０００７】
（アナログ又はデジタル）インクリメンタル信号及び基準インパルスが、高品質で、多くの場合にシールドされた多心ケーブルを通じて後続電子装置に伝送される。当該伝送は、シングルエンド式と差動式との双方で実行し得る。多くの場合、後続電子装置とエンコーダとの間の適度に長い距離を確保することが必要であるので、当該ケーブルは、設備の事業計画時に無視できない原価要素である。当該ケーブル内の必要な心線の数が、当該価格を主に決定するので、当該ケーブル内の心線の数を最少に保持することが常に試みられている。
【０００８】
この試みとは相反するように、位置情報のほかに、さらに別の情報、例えばステータスメッセージも、エンコーダ内で生成することが要求される。しかし、当該別の情報を後続電子装置に伝送できるようにするためには、一般に、ケーブル内の追加の心線が必要である。
【０００９】
独国特許出願公開第１０２００６０１２０７４号明細書は、監視装置の状態がアナログ位置信号の信号振幅を変化させることによって信号伝送されるエンコーダを記載している。しかし、当該位置信号の振幅が、後続電子装置内の位置評価に直接に影響するので、当該影響が、この後続電子装置によってエンコーダの故障と解釈され得る結果、当該エンコーダが稼働される設備の停止を引き起こすおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００６０１２０７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、ステータスメッセージを後続電子装置に簡単に出力可能であるエンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、請求項１に記載のエンコーダによって解決される。
【００１３】
本発明のエンコーダは、測定目盛が配置されている目盛キャリアと、前記測定目盛を走査することによって位置に依存する走査信号を生成するための走査装置と、前記走査信号を位置信号に処理するための信号処理装置とを有する。さらに当該エンコーダは、
・監視装置が設けられていて、監視すべき少なくとも１つの信号が、この監視装置に供給されていて、当該監視すべき信号の当該監視に基づいて、１つの修正信号が、この監視装置から修正装置に出力可能であり、
・少なくとも１つの位置信号が、前記修正装置に供給されていて、前記位置信号が、少なくとも１つのステータスメッセージを伝送するために前記修正装置によって修正可能であり、出力信号として後続電子装置に出力可能であり、
・当該修正は、前記修正信号に基づいてノイズ成分量を前記少なくとも１つの位置信号に加算することによって実行されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の課題は、ステータスメッセージを後続電子装置に簡単に出力可能である方法を提供することにある。
【００１５】
この課題は、請求項７に記載のステータスメッセージを出力するための方法によって解決される。
【００１６】
測定目盛が配置されている目盛キャリアと、前記測定目盛を走査することによって位置に依存する走査信号を生成するための走査装置と、前記走査信号を位置信号に処理するための信号処理装置とを有するエンコーダによってステータスメッセージを出力するための方法が提唱される。当該方法は、
・監視装置が設けられていて、監視すべき少なくとも１つの信号が、この監視装置に供給され、当該監視すべき信号の当該監視に基づいて、１つの修正信号が、この監視装置から修正装置に出力され、
・少なくとも１つの位置信号が、前記修正装置に供給され、前記位置信号が、少なくとも１つのステータスメッセージを伝送するために前記修正装置によって修正され、出力信号として後続電子装置に出力され、
・ノイズ成分量が、前記修正信号に基づいて加算されることによって、前記少なくとも１つの位置信号修正されることを特徴とする。
【００１７】
その他の利点は、請求項１又は請求項７に従属する請求項と、以下の好適な実施の形態とに記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のエンコーダのブロック図である。
【図２】ノイズなしの稼働中の位置信号又は出力信号の信号波形を示す。
【図３】ステータスメッセージを後続電子装置に伝送するための第１バリエーションの信号波形を示す。
【図４】矩形の出力信号の場合の第１バリエーションの信号波形を示す。
【図５】ステータスメッセージを後続電子装置に伝送するための第２バリエーションの信号波形を示す。
【図６】ステータスメッセージを後続電子装置に伝送するための別のバリエーションの信号波形を示す。
【図７】ステータスメッセージを後続電子装置に伝送するための別のバリエーションの信号波形を示す。
【図８】本発明の別のエンコーダのブロック図である。
【図９】図８によるエンコーダの位置信号又は出力信号の信号波形を示す。
【図１０】ステータスメッセージを後続電子装置に伝送するための別のバリエーションの信号波形を示す。
【図１１】ステータスメッセージを後続電子装置に伝送するための別のバリエーションの信号波形を示す。
【図１２】本発明の別のエンコーダのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明のエンコーダ１０のブロック図である。このエンコーダ１０は、目盛キャリア１４上の測定目盛を走査するように構成されている走査装置１２を有する。この場合、目盛キャリア１４と走査装置１２とが、工作機械の、相対位置を相互に測定しなければならない複数の可動部分に接合されていることによって、この目盛キャリア１４とこの走査装置１２とが、周知の態様で互いに相対可動に配置されている。
【００２０】
直線方向の相対位置を取得するための当該概略的に示された実施の形態のほかに、ロータリーエンコーダも、本発明にしたがって構成され得る。この場合には、当該目盛キャリアが、直線スケールとして形成されているのではなくて、例えば円板として形成されている。この円板の場合、その測定目盛が、（稼働中に、軸の角度位置又は回転数が測定されなければならないこの軸の回転点を形成する）その中心点の周りに放射状に配置されている。
【００２１】
当該図示された例では、測定目盛が、インクリメンタル目盛トラック１６と基準目盛トラック１７とから成る。当該測定目盛１６，１７の走査から発生する走査信号Ｓ０，Ｓ９０，Ｒが、当該インクリメンタル目盛トラック１６の走査に由来する９０°だけ位相シフトした２つのインクリメンタル信号Ｓ０，Ｓ９０と、当該基準目盛トラック１７の走査に由来する基準信号Ｒとから成る。走査装置１２に対する当該測定目盛の（一定の速度に応じた）一定の移動の場合、当該インクリメンタル信号Ｓ０，Ｓ９０は、ほぼ正弦波である。当該基準信号Ｒは、インクリメンタルエンコーダの原理にしたがう相対位置測定のための絶対基準位置を提供するために使用される。このため、インパルスが、基準信号Ｒとして所定の位置に（測角器の場合には、所定の角度位置に）生成される。
【００２２】
しかしながら、本発明は、位置情報を含む走査信号を生成するための走査原理のこの例に限定されない。むしろ、本発明は、物理的な走査原理（例えば、光学式走査、磁気式走査、電磁誘導式走査、静電容量式走査）と、走査信号中の位置情報のような方式とに左右されない。したがって、例えば、振幅変調された走査信号又はデジタルコード化された走査信号も、本発明の構成にとって適している。
【００２３】
走査信号Ｓ０，Ｓ９０，Ｒが、信号処理装置２０に供給されている。この信号処理装置２０は、当該走査信号Ｓ０，Ｓ９０，Ｒをエンコーダ１０のインクリメンタルインタフェースの位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲに処理するように適切に構成されている。走査原理と、その走査原理による当該走査信号中の位置情報のコード化とに応じて、様々な処理ステップが、当該信号処理装置２０内で実行され得る：
・電流信号から電圧信号への変換
・復調
・フィルタリング
・Ａ／Ｄ変換
・エラー補正（例えば、オフセット補正、位相補正、．．．）
・単位長さ当たり又は単位角度当たりの信号周期の数の適合
・Ｄ／Ａ変換
【００２４】
この例では、当該処理から発生する位置信号が、２つのインクリメンタル位置信号Ｐ０，Ｐ９０と１つの基準インパルスＰＲとを有する。当該位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲは、以下の例で示されているように、アナログ信号でもよい。しかし、その代わりに、当該位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲは、デジタル信号でもよい。
【００２５】
当該位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲは、修正装置４０に供給されている。次いで、この修正装置４０は、出力信号を、エンコーダ１０に接続されている後続電子装置８０に出力する。当該出力信号は、当該位置信号と同様に、２つのインクリメンタル出力信号Ａ０，Ａ９０と１つの出力基準インパルスＡＲとから成る。したがって、当該出力信号Ａ０，Ａ９０，ＡＲは、当該エンコーダ１０の信号インタフェースを構成する。
【００２６】
エンコーダ１０の複数の機能ユニットを監視するため、監視装置３０が設けられている。この監視装置３０は、エンコーダ１０の少なくとも１つの機能パラメータを監視するように適切に構成されている。監視すべき機能パラメータに対する例は：
・走査信号の振幅
・インクリメンタル信号Ｓ０，Ｓ９０のオフセット
・インクリメンタル信号Ｓ０，Ｓ９０相互の位相位置
・インクリメンタル信号Ｓ０，Ｓ９０に対する基準信号Ｒの位置
・走査装置１２のステータス信号
・信号処理装置２０のステータス信号
・位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲの振幅
・位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲオフセット
・インクリメンタル位置信号Ｐ０，Ｐ９０相互の位相位置
・位置信号Ｐ０，Ｐ９０に対する基準インパルスＰＲの位置
・内部センサ６０のセンサ値（例えば、温度、振動、供給電圧）
・エンコーダ１０の自己テスト機能の結果（組込み自己テスト、ＢＩＳＴ）
である。
【００２７】
これに応じて、監視すべき信号Ｘが、監視装置３０に供給されている。当該監視は、予測値同士又は限界値同士を比較することによって実行され、場合によっては、テスト信号Ｔが、自己テスト機能を初期化するために、監視すべき装置（例えば信号処理装置２０）に出力され得る。当該自己テスト機能の結果が、監視すべき信号Ｘとして監視装置３０に供給されている。
【００２８】
当該監視に由来するステータス情報を後続電子装置８０に伝送するため、監視装置３０が、対応する修正信号Ｍを修正装置４０に出力する。この修正装置４０は、当該後続電子装置８０へのステータスメッセージの伝送を開始する。ノイズ成分量が、修正装置４０内で位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲのうちの少なくとも１つの位置信号に加算することによって、すなわち、好ましくは、発生した出力信号Ａ０，Ａ９０，ＡＲが、さらに引き続き評価可能であるように、すなわち、エンコーダ１０の稼働が、後続電子装置８０で引き続き保証されるように、当該信号伝送は実行される。特に適切なノイズ成分量は、信号オフセット及び／又は信号相互の位置変位である。
【００２９】
監視装置９０が、受信側、すなわち後続電子装置８０側に設けられている。少なくとも位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲが、この監視装置９０に供給されている。当該位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲは、ステータスメッセージを伝送するために利用される。当該受信側の監視装置９０は、当該加算されたノイズ成分量を検出し、当該伝送されたステータスメッセージを認識し、適切な措置、例えば警告メッセージの出力又は機械の制御された停止、を開始するように構成されている。当該受信側の監視装置９０は、図１に示されているように、後続電子装置８０内に配置されてもよいが、独立した装置でもよい。
【００３０】
この方法は、最新のエンコーダの出力信号が、信号処理装置内で非常に正確に生成され得る一方で、信号インタフェースの理想値から大きく外れた信号も、後続電子装置内でさらに評価され得るという認識に基づく。換言すれば、当該出力信号が、後続電子装置によって要求される許容誤差よりも遥かに狭い許容誤差を固守する。
【００３１】
これに対する１つの例：
インクリメンタルエンコーダの周知のインタフェースの場合、複数のインクリメント位置信号が、１Ｖのピークツーピーク値を有する。一定の移動速度（回転数）の場合、当該信号は、ほぼ正弦波であり、基準電位（大抵は、接地電位の０Ｖ）に対して対称に推移する。当該複数のインクリメンタル位置信号同士の位相シフトは、９０°である。基準インパルスＰＲは、対称であり、当該複数のインクリメンタル位置信号が正の値と同じ瞬時値とを有する位置でその最大値をとる。
【００３２】
これに対して、当該後続電子装置は、１００ｍＶ以上のオフセットを有するインクリメンタル位置信号を処理し得る。理想の位相シフトから３０°の値まで外れていても、多くの場合は、当該位置信号の評価を依然として可能にする。インクリメンタル位置信号Ｐ０，Ｐ９０に対する基準インパルスＰＲの位置が、所定の許容範囲内でずれていても、位置測定のための基準点の確実な設定を可能にする。
【００３３】
図２は、一定の速度の場合のノイズなしの稼働中の（すなわち、ステータスメッセージを後続電子装置８０に伝送することなしの）位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲ（又は出力信号Ａ０，Ａ９０，ＡＲ）の信号波形を示す。当該位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲは、アナログ信号である。すなわち、インクリメンタル位置信号Ｐ０，Ｐ９０は、正弦信号であり、基準インパルスＰＲも、所定の最大値を有するアナログ的な推移を示す。これに対して、位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲが、デジタル式に存在する場合は、インクリメンタル位置信号Ｐ０，Ｐ９０は、矩形状の信号であり、基準インパルスＰＲは、当該インクリメンタル位置信号Ｐ０，Ｐ９０に対して所定の期間と位置とを有するデジタルパルスである。以下の全ての例は、アナログ式の位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲとデジタル式の位置信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲとの双方に適用可能である。
【００３４】
図３は、ステータスメッセージを後続電子装置８０に伝送するための第１バリエーションの信号波形を位置信号Ｐ０又は出力信号Ａ０の例で示す。当該ステータスメッセージを伝送するために使用されるノイズ成分量は、信号オフセットである。すなわち、オフセット電圧ａが、一周期Ｔに対して位置信号Ｐ０に加算される。その結果、出力信号Ａ０が、この周期内にこの出力信号Ａ０に対してオフセット電圧ａだけシフトする。出力信号Ａ０のこの不規則な変化は、後続電子装置８０側で受信側の監視装置によって検出可能である。したがって、当該ステータスメッセージが処理され得る。
【００３５】
この例では、当該ステータスメッセージは、この周期Ｔに対して一時的に出力される。様々なステータスメッセージが、
・周期Ｔ
・オフセット電圧ａの値
・オフセット電圧ａの極性
によって識別され得る。
【００３６】
その上、これらの識別変数は組み合わせ可能である。
【００３７】
さらに、複数のステータスメッセージが、１つのオフセット電圧ａの時間的に連続する複数回にわたる加算によってコード化されて伝送されてもよい。このことは、当該ステータスメッセージのシリアル伝送に相当する。さらに、複数の出力信号Ａ０，Ａ９０，ＡＲが、１つのステータスメッセージを伝送するために使用されてもよい。
【００３８】
図４は、エンコーダ１０がデジタル（矩形）出力信号を出力する場合の図３によるバリエーションの信号波形を示す。
【００３９】
図５は、ステータスメッセージを後続電子装置８０に伝送するための第２バリエーションの信号波形を位置信号Ｐ９０又は出力信号Ａ９０の例で示す。当該ステータスメッセージを伝送するために使用されるノイズ成分量は、位相位置である。すなわち、複数のインクリメンタル位置信号のうちの１つのインクリメンタル位置信号（この例では、位置信号Ｐ９０）が、誤差角度φだけシフトされる。その結果、出力信号Ａ０，Ａ９０の位相シフトは、９０°＋φである。当該位相シフトの変化が、同様に受信側の監視装置９０によって検出可能である。
【００４０】
様々なステータスメッセージが、
・誤差角度φだけの位相シフトの期間
・誤差角度φの値
・誤差角度φの符号
によって識別され得る。
【００４１】
ここでも、これらの識別変数は組み合わせ可能であり、複数のステータスメッセージが、シリアルにコード化され、及び／又は複数の出力信号を使用して伝送され得る。
【００４２】
図６は、ステータスメッセージを伝送するための別のバリエーションの信号波形を示す。ここでは、基準インパルスＰＲ又は出力基準インパルスＡＲの信号が、当該ステータスメッセージを伝送するために使用される、すなわち図３による例と同様に、オフセット電圧ａを加算することによって使用される。
【００４３】
同様に、誤差角度φをシフトするため、図５による例と同様に、ステータスメッセージを伝送するために、基準インパルスＰＲを使用することが可能である。この場合には、基準インパルスＰＲ（すなわち、走査装置１２によって基準目盛トラック１７の基準マークを走査すること）が、ステータスメッセージを伝送するために必要であることを考慮する必要がある。それ故に、ステータスメッセージが、即急に又は停止時に伝送されなければならないときに、オフセット電圧ａを加算することが非常に好ましい。
【００４４】
図７は、ステータスメッセージを伝送するための別のバリエーションの信号波形を示す。ここでも、基準インパルスＰＲ又は出力基準インパルスＡＲの信号が、当該ステータスメッセージを伝送するために使用される。図７による当該バリエーションのその他の構成では、当該ステータスメッセージが、複数のビットを有するデジタルデータ語Ｄとして伝送される。このデータ語の１つのビットが、例えば、オフセット電圧ａの加算（論理「１」）又は非加算（論理「０」）によってコード化され得る。当該伝送は、基準インパルスＰＲ又は出力基準インパルスＡＲが出力されず、当該伝送される信号レベルが後続電子装置８０の認識閾値未満に維持される期間内に有益に実行される。後続電子装置８０が、出力基準インパルスＡＲを認識する信号レベル、例えば０Ｖが、認識閾値とみなし得る。データ語Ｄの構成に関しては、周知のシリアルインタフェースのデータ語が例示し得る。
【００４５】
図８は、本発明の別のエンコーダ１０のブロック図である。図１に関連して既に説明された構成要素は、同じ符号を付記されている。この例では、図１とは違って、出力信号Ａ０，Ａ９０，Ａ１８０，Ａ２７０，ＡＲ，／ＡＲが差動伝送される。すなわち、それぞれの出力信号に対して、別の１つの出力信号が反転して進行する。
【００４６】
図９は、ノイズなしの稼働中で（すなわち、ステータスメッセージを後続電子装置８０に伝送することなしで）且つ一定の速度の場合の位置信号Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲ（及び対応する出力信号Ａ０，Ａ９０，ＡＲ）の信号波形を示す。この場合、当該信号波形では、図２による信号波形が、反転信号だけ拡張している。その結果、（対応する位置信号対Ｐ０−Ｐ１８０，Ｐ９０−Ｐ２７０，ＡＲ−／ＡＲに由来する）差動出力信号対Ａ０−Ａ１８０，Ａ９０−Ａ２７０，ＡＲ−／ＡＲが生成される。
【００４７】
差動信号伝送、特に後続電子装置側の差動評価が、自動化技術において広く普及している。何故なら、当該差動信号伝送及び当該差動評価は、ノイズの影響に対して強いからである。このことは、複数の信号伝送路に対するノイズの影響が、差動出力信号対の両信号にほぼ等しく関与する結果、当該両信号の差が変化しないという点に基づいている。この挙動は、当該出力信号対の複数の信号伝送路を撚り合わせることによって最適化される。密に平行な１本の電路が保証される。
【００４８】
図１０は、ステータスメッセージを伝送するための特に好適なバリエーションを示す。少なくとも１つの差動出力信号対が存在するときに、すなわち、少なくとも１つの出力信号に対して、反転出力信号も伝送されるときに、このバリエーションが使用され得る。図９の信号波形によると、当該ステータスメッセージの伝送は、出力信号対Ｐ０−Ｐ１８０に基づいて示される。
【００４９】
当該ステータスメッセージを伝送するため、等しいオフセット電圧ａが、差動出力信号対Ｐ０−Ｐ１８０の２つの信号に対して加算される。こうして、これらの信号の差が等しく維持されるので、後続電子装置８０側の評価が損なわれない。その上、突然の変化も、受信側の監視装置９０内で確実に認識され評価され得る。何故なら、当該突然の変化は、所定の期間及び／又は振幅によって任意のノイズの影響と区別され得るからである。
【００５０】
図１１は、ステータスメッセージを伝送するための好適な別のバリエーションを示す。図７に基づいて記載されているバリエーションのように、当該ステータスメッセージが、複数のビットを有する１つのデータ語として伝送される。これらのビットが、オフセット電圧ａの加算（論理「１」）又は非加算（論理「０」）によってコード化される。しかしながら、この実施の形態では、当該伝送は、出力基準インパルス信号ＡＲと反転出力基準インパルス信号／ＡＲとから成る差動出力信号対によって実行される。図１０に基づいて記載されているバリエーションの利点も使用され得る。
【００５１】
図１２は、本発明のエンコーダ１０の非常にフェールセーフな別の構成を示す。この場合、走査信号Ｓ０，Ｓ９０の処理だけが、簡略化して示されている。
【００５２】
この実施の形態は、ステータスメッセージの伝送を引き起こすイベントが、出力信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲのうちの１つの出力信号を生成するために使用される１つの信号経路に割り当てられ得て、当該ステータスメッセージを伝送するために、別の１つの信号経路で生成される１つの出力信号Ｐ０，Ｐ９０，ＰＲを選択することが有益であるという認識に基づく。すなわち、当該割り当てられた信号経路が損傷しているという理由で、ステータスメッセージの当該伝送が失敗することが回避される。
【００５３】
この例では、走査信号Ｓ０を出力信号Ａ０に処理するための信号経路と、走査信号Ｓ９０を出力信号Ａ９０に処理するための信号経路とが、大きく分離されて構成されている。したがって、走査信号Ｓ０から出力信号Ａ０を生成するための信号経路は、信号処理装置２０．１の第１部分と修正装置４０．１の第１部分とを経由して延在し、これと同様に、走査信号Ｓ９０から出力信号Ａ９０を生成するための信号経路は、信号処理装置２０．２の第２部分と修正装置４０．２の第２部分とを経由して延在する。
【００５４】
監視すべき第１信号Ｘ０が、信号処理装置２０．１の第１部分から監視装置３０に供給され、監視すべき第２信号Ｘ２０が、信号処理装置２０．２の第２部分から監視装置３０に供給される。例えば、監視すべき第１信号Ｘ０の監視に由来して（すなわち、出力信号Ａ０を生成するための信号経路から）、ステータスメッセージが出力されなければならない場合、監視装置３０が、修正装置４０．２の第２部分に出力する第１修正信号Ｍ０によって制御されて、当該ステータスメッセージが、当該修正装置４０．２の第２部分を経由して（すなわち、出力信号Ａ９０を生成するための信号経路を経由して）出力される。同様に、監視すべき第２信号Ｘ９０（出力信号Ａ９０を生成するための信号経路）の監視に由来するステータスメッセージが、第２修正信号Ｍ９０を修正信号４０．１の第１部分に出力することによって出力される。
【００５５】
これらの信号経路の分離を改良するため、監視装置３０が、点線によって示されているように、同様に２つの部分から構成されてもよい。
【００５６】
この代わりに、インクリメンタル出力信号Ａ０，Ａ９０を生成するための信号経路の監視に基づくステータスメッセージが、出力基準インパルスＡＲによって出力されてもよいし、出力基準インパルスＡＲを生成するための信号経路の監視に基づくステータスメッセージが、インクリメンタル出力信号Ａ０，Ａ９０によって出力されてもよい。
【００５７】
当然に、本発明は、記載されている実施の形態に限定されないで、特許請求の範囲の範囲内で当業者によって択一的に実行され得る。
【００５８】
なお、図面中の信号波形に関しては、位置信号Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲの振幅と、対応する出力信号Ａ０，Ａ９０，Ａ１８０，Ａ２７０，ＡＲ，／ＡＲの振幅とは、専ら便宜上同一に示されてあるが、実際には全く異なることもある。
【００５９】
また、修正装置４０を信号処理装置２０内に組み込むこと、及び、ステータスメッセージを伝送するための修正（ノイズ成分量の加算）を走査信号Ｓ０，Ｓ９０，Ｒの処理時に既に実行することが可能である。この場合には、位置信号Ｐ０，Ｐ９０，Ｐ１８０，Ｐ２７０，ＰＲ，／ＰＲは、本発明の説明だけに使用される仮想信号とみなし得る。
【００６０】
信号処理装置２０又は修正装置４０の構成に応じて、ノイズ成分量が、アナログ信号処理手段又はデジタル信号処理手段によって位置信号に加算される。アナログ処理の場合、加算器が、例えば、オフセット電圧を位置信号に加算するために設けられ得る。処理すべき位置信号とオフセット電圧とが、当該加算器に供給されている。デジタル処理の場合、処理すべき位置信号の瞬時値とオフセット電圧の瞬時値とが、対応する演算回路によって加算されるデジタル計数値によって示される。このとき、当該生成された計数値は、デジタルアナログ変換によって出力信号に変換され得る。
【００６１】
エンコーダ１０、特に信号処理装置２０、監視装置３０及び修正装置４０の機能を実現するための電子回路が、有益に、少なくとも部分的にＡＳＩＣ内に組み込まれ得る。また、機能ブロックが、プログラムとしてマイクロコントローラ、ＤＳＰ等内で実現され得る。
【符号の説明】
【００６２】
１０      エンコーダ
１２      走査装置
１４      目盛キャリア
１６      インクリメンタル目盛トラック、測定目盛
１７      基準目盛トラック、測定目盛
２０      信号処理装置
２０．１  信号処理装置
２０．２  信号処理装置
３０      監視装置
４０      修正装置
４０．１  修正装置
４０．２  修正装置
６０      内部センサ
８０      後続電子装置
９０      監視装置
Ｘ        監視すべき信号
Ｘ０      監視すべき第１信号
Ｘ９０    監視すべき第２信号
Ｔ        テスト信号
Ｍ        修正信号
Ｍ０      第１修正信号
Ｍ９０    第２修正信号
Ｓ０      走査信号、インクリメンタル信号
Ｓ９０    走査信号、インクリメンタル信号
Ｒ        走査信号、基準信号
Ｐ０      位置信号、インクリメンタル位置信号
Ｐ９０    位置信号、インクリメンタル位置信号
ＰＲ      位置信号、基準インパルス
Ａ０      出力信号、インクリメンタル出力信号
Ａ９０    出力信号、インクリメンタル出力信号
ＡＲ      出力信号、出力基準インパルス
ａ        オフセット電圧
Ｔ        周期、テスト信号
Ｄ        デジタルデータ語
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2018081088000001.pdf