(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２レゾルバ(10A,11A)と、前記第１及び第２レゾルバ(10A,11A)間に設けられ、前記第２レゾルバ(11A)の回転速度を前記第１レゾルバ(10A)の回転速度に対して１／ｎ（ｎは自然数）とする減速ギア(12)と、前記減速ギア(12)の減速比の前記ｎを分割数として、等分割平均法により前記各レゾルバ(10A,11A)の角度誤差を予め求めて記憶保持しておき、前記各レゾルバ(10A,11A)で検出される角度信号に対応する角度誤差を校正する誤差校正部(13)とを備え、前記レゾルバ(10A,11A)で検出する角度信号を自動的に校正することを特徴とする自己校正型角度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角度センサに関し、特に、自動的かつ高精度に角度誤差を校正できるようにするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用いられていたこの種の装置としては図６で示される、例えば角度センサの構成を挙げることができる。すなわち、図６において、符号１、２で示されるものは機械軸３に回転自在に軸止された主ロータ及び校正用ロータである。主ロータ１及び校正用ロータ２の外側には輪状の１次コイル４が設けられており、さらに、１次コイル４の内側かつ前記主ロータ１及び校正用ロータ２の間には、２次コイル５Ａ、５Ｂが設けられている。
なお、前記１次コイル４及び２次コイル５Ａ、５Ｂは、巻線検出ヘッド６を構成している。
【０００３】
前記主ロータ１及び校正用ロータ２は、それぞれ前記２次コイル５Ａ、５Ｂと協働して２つのセンサを構成している。
前記校正用ロータ２には校正の際の位置割り出しに用いる割り出し用キー２Ａが設けられており、この割り出し用キー２Ａを用いて校正用ロータ２の位置を機械軸３との関係で決めることにより、前記２つのセンサの相対角を変え、等分割平均法による誤差測定及び校正を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、２つのセンサの相対角を変える作業は手作業で行わなくてはならず、分割数を多く設定することが困難で、高精度な校正を行うことが困難であるという課題があった。
また、ユーザが用いる装置の被検出軸に取り付けてからの角度校正ができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、分割数を多くとることにより高精度な校正が可能で、かつ、被検出軸に取り付けてからでも角度校正が可能な自己校正型角度センサを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自己校正型角度センサは、第１及び第２レゾルバと、前記第１及び第２レゾルバ間に設けられ、前記第２レゾルバの回転速度を前記第１レゾルバの回転速度に対して１／ｎ（ｎは自然数）とする減速ギアと、前記減速ギアの減速比の前記ｎを分割数として、等分割平均法により前記各レゾルバの角度誤差を予め求めて記憶保持しておき、前記各レゾルバで検出される角度信号に対応する角度誤差を校正する誤差校正部とを備え、前記レゾルバで検出する角度信号を自動的に校正する構成である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による自己校正型角度センサの好適な実施の形態について詳細に説明する。
なお、従来装置と同一または同等部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０００８】
図１において、符号１０及び１１で示されるものは第１センサ及び第２センサである。前記第１センサ１０は、第１レゾルバ１０Ａを含んでおり、第２センサ１１は、第２レゾルバ１１Ａを含んでいる。
これら２段のセンサ１０及び１１の間には１／４ギア１２（減速ギア１２）が配設されており、この１／４ギア１２により、各センサ１０及び１１は連結されている（図３の拡大図も参照）。この１／４ギア１２は、前記第２レゾルバ１１Ａの回転速度を前記第１レゾルバ１０Ａの回転速度に対して１／４とするものである。すなわち、この実施の形態では、減速比が１／４の減速ギア１２が用いられている。
【０００９】
図２にブロックで示すように、各レゾルバ１０Ａ、１１Ａの出力側には、Ｒ／Ｄ変換器１０Ｂ及び１１Ｂがそれぞれ接続されている。
また、Ｒ／Ｄ変換器１０Ｂ及び１１Ｃの出力側には誤差校正部１３が接続されている。誤差校正部１３は、前記減速ギア１２の減速比の前記４を分割数として、周知の等分割平均法で求めた誤差の符号を反転させた校正値で構成される校正テーブルを内蔵しており、Ｒ／Ｄ変換器１０Ｂ及び１１Ｂから出力される角度信号に対応する校正値をミキサ１４に出力する。
ミキサ１４では、ミキサ１４から出力される校正値を用いてＲ／Ｄ変換器１０Ｂ及び１１Ｂから出力される角度信号を合成し、この結果、Ｒ／Ｄ変換器１０Ｂ及び１１Ｂから出力される角度信号が自動的に校正されることとなる。
【００１０】
ここで、等分割平均法について説明する。
第１レゾルバ１０Ａの出力信号（角度信号）に含まれる誤差をＡ（θ）、第２レゾルバ１１Ａの出力信号に含まれる誤差をＢ（θ）とすると、比較測定値δ（θ）は、次式で表すことができる。
【００１１】
【数１】
0003988861.tif 000002
【００１２】
次に（１）〜（４）の平均を取ると、
【数２】
0003988861.tif 000003
【００１３】
ここで、右辺第２項≒０とすると、Ａの誤差ΣＡ（４θ）＝Ａ（４θ）を求めることができる。実際には４θとしているので、第１レゾルバ１０ＡのＺ点毎にデータを並べ換えると１回転θ当たりの誤差ΣＡ（θ）が求まる。Ａ（４θ）が求まれば各比較測定値のデータからＡ（４θ）を引くことによりレゾルバＢの誤差を求めることができる。
【００１４】
さらに、ここで右辺第２レゾルバ１１Ａの誤差ΣＢ（θ）は≒０となるか検証を行ってみる（ｎは分解能を表す）。
【数３】
0003988861.tif 000004
【００１５】
ｎ＝１,２,３,５,６,７,９,１０,１１,１３,１４,１５,１７・・・のとき、
ΣＢ（θ）＝０となる。
また、ｎ＝４,８,１２,１６の場合は誤差が残る。
従って、４の倍数の高調波はＡ（θ）に含まれてしまうが、その他の高調波成分は取り除くことが可能であり、右辺第２項≒０と考えることができる。
【００１６】
以上より、本発明の自己校正型角度センサによれば、任意の分割数ｎに対して、等分割平均法を用いることにより、第１センサ１０と第２センサ１１の角度誤差を校正することができる。
実際、自己校正を行う前の角度データは、図４に示す通りであるが、本発明の自己校正型角度センサによる自己校正後の角度データは、図５に示すように誤差の小さい角度データとなる。
【００１７】
なお、以上の説明では、第１センサ１０にレゾルバ１０Ａのみを含ませる場合について説明したが、第１センサ１０が２つのレゾルバを含むように構成し、これらの出力をミキサで合成したものを上述のＲ／Ｄ変換器１０Ｂの出力と同様に扱ってもよく、また、レゾルバの形式を１Ｘ以外のものにしてもよい。このような場合でも安価に構成できる上、より高精度な角度校正を行うことのできる自己校正型角度センサを提供することができる。
さらに、第１センサ１０及び第２センサ１１と並列に第３センサを設け、３段のセンサで角度センサを構成するようにしても良い。この場合もさらに高精度な角度校正を実現する自己校正型角度センサを提供することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の自己校正型角度センサは、第１及び第２レゾルバと、前記第１及び第２レゾルバ間に設けられ、前記第２レゾルバの回転速度を前記第１レゾルバの回転速度に対して１／ｎ（ｎは自然数）とする減速ギアと、前記減速ギアの減速比の前記ｎを分割数として、等分割平均法により前記各レゾルバの角度誤差を予め求めて記憶保持しておき、前記各レゾルバで検出される角度信号に対応する角度誤差を校正する誤差校正部とを備え、前記レゾルバで検出する角度信号を自動的に校正するので、安価に構成できる上、高精度な角度校正を行うことのできる自己校正型角度センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による自己校正型角度センサを概略的に示す構成図である。
【図２】  本発明による自己校正型角度センサのブロック構成を概略的に示す図である。
【図３】  レゾルバと分割用ギアの接続状況を拡大して概略的に示す構成図である。
【図４】  自己校正を行う前の角度データを示す特性図である。
【図５】  本発明の自己校正型角度センサによる自己校正後の角度データを示す特性図である。
【図６】  従来の角度センサの構成を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
１０  第１センサ
１１  第２センサ
１０Ａ、１１Ａ  レゾルバ
１０Ｂ、１１Ｂ  変換器
１２  １／４ギア（減速ギア）
１３  誤差校正部
１４  ミキサ
【図１】
0003988861.tif 000005
【図２】
0003988861.tif 000006
【図３】
0003988861.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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