(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
増分式位置測定装置の誤差を含むアナログ走査信号を自動的に修正する装置であって、この装置の出力側には理想的な信号波形からの一定のずれを含む少なくとも一対の位相のずれたアナログ走査信号が出力され、この装置に後置されている評価ユニットが理想的な信号波形を必要としており、この装置が、アナログ走査信号を入力して、修正アルゴリズムにより修正量を決定し、次にその修正量をそれに対応する調節信号に変換するプロセッサユニットと、アナログ走査信号および調節信号を入力するとともに、複数の調整手段を有する、調節信号を加えて誤差を含むアナログ走査信号を修正するための修正ユニットとを備えた装置において、
プロセッサユニット（５）の入力側に修正ユニット（６）を通過したアナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）が入力するように、プロセッサユニット（５）および修正ユニット（６）が配置されていることと、
プロセッサユニット（５）では入力側に少なくとも一つのアナログ・デジタル変換ユニット（１２）が配置され、このアナログ・デジタル変換ユニットによりアナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）がデジタル化されることと、
プロセッサユニット（５）は作業記憶器（１４）を有するマイクロプロセッサの形の少なくとも一つのＣＰＵ（１３）を有し、このＣＰＵにはアナログ・デジタル変換ユニット（１２）によりデジタル化された走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）が導入されることと、
アナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′，Ｓ2 ′）の信号周期を所定数の内挿位置に分割し、それらの内挿位置で、アナログ走査信号値の対を読み取るための同期信号をＣＰＵ（１３）に伝達する内挿ユニット（１６）を備えていることと、
を特徴とする装置。
【請求項２】
アナログ・デジタル変換ユニット（１２）には少なくとも二つのサンプルホールド回路（１０.1，１０.2）が前置され、これ等のサンプルホールド回路（１０.1，１０.2）の各々にアナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）の一方が導入されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
アナログ・デジタル変換ユニット（１２）と少なくとも二つのサンプルホールド回路（１０.1，１０.2）の間には、アナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）をサンプルホールド回路（１０.1，１０.2）からアナログ・デジタル変換ユニット（１２）に時間シーケンスに従って接続するマルチプレクサユニット（１１）が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
プロセッサユニット（５）内には、出力側に少なくとも一つのデジタル・アナログ変換ユニット（１５a,１５b,１５c,１５d,１５e ）が配置され、このデジタル・アナログ変換ユニットを介してＣＰＵ（１３）で決定された調節信号（ＳA1，ＳA2，ＳO1，ＳO2，Ｓφ）がアナログの形で修正ユニット（６）に受け渡されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
修正ユニット（６）はアナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）の振幅、アナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）の直流電圧成分、およびアナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）の相対位相差に対する調整手段を含み、前記アナログ走査信号（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ1 ′, Ｓ2 ′）にプロセッサユニット（５）の調節信号（ＳA1，ＳA2，ＳO1，ＳO2，Ｓφ）が印加することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記調整手段は少なくとも部分的に電子的に調整可能なポテンシオメータ（９.1，９.2，９.3）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、増分式位置測定装置にあって誤差を含む走査信号を自動的に修正する装置およびその方法に関する。特に、この発明による装置およびこの発明による方法は増分式位置測定装置で使用するの適している。
【０００２】
【従来の技術】
周知の増分式位置測定装置では、それに合ったように形成されている走査ユニットで周期的な目盛構造体を走査すると、通常少なくとも二つの位相のずれた周期的なアナログ走査信号が発生する。これ等の走査信号は、周知のように、目盛板の目盛と走査ユニットの相対位置を測定するため後置されている評価ユニットの中で更に処理される。走査ユニットと目盛板の目盛はそれぞれ、例えば工作機械の相対的に移動する二つの部品に連結している。評価ユニットとしては数値制御部が使用されている。
【０００３】
このような位置測定装置による位置測定の精度は、そのようにして発生した周期的な走査信号の良さに依存する。その場合、使用する物理的な走査原理に応じて、異なった種類の一連の誤差源が存在する。つまり、例えば光学測定システムでは、反射形あるいは透過形の目盛構造体の不正確さが信号の良さに悪影響を及ぼす。他の走査原理の場合でも、例えば磁気位置測定装置では、得られた出力信号に対して望ましい要請は必ずしも満たされていない。例えば、走査間隔が変わったり、温度変動も磁場に敏感な検出素子に影響を与える。
【０００４】
特に後で行う内挿もしくは保管では、つまりアナログ走査信号を電子的に更に分割する時に、特定なタイプの誤差が乱れた状態で作用する。しかし、この内挿ではアナログ走査信号の理想的な波形、あるいはこれ等の信号の間でそれに合った理想的な関係が前提条件として必要である。異なったタイプの誤差は、位相のずれた二つの走査信号にあって、場合によって存在する異なった振幅の値であり、前提とする位相差からずれた位相差、および、場合によって存在する二つの周期的な走査信号の直流電圧のオフセットである。通常の増分測定システムの場合では、上に述べた位相差が 90 °である。しかし、干渉による三重格子測定システムの場合には異なる３つの走査信号の間に 120°の理想的な位相差がある。
【０００５】
信号を実際に最適に得る可能性の外に、周期的なアナログ走査信号を出力する位置測定装置でこのような誤差を電子的な方法によりどのように自動的に修正できるかに付いて兆しがある。 C. Wang et al著による刊行物 “Auto correction of interpolation errors in optical encoders" in Proc. of SPIE, Vol. 2718, 1996, pp. 439-447 により、例えば光学位置測定装置に対するこの種の電子的な修正方法が知られている。その場合、先ず適当なアナログ・デジタル変換器によりアナログ走査信号をマイクロコントローラに導入し、この中で既知のアルゴリズムに基づき修正パラメータを決定することが提案されている。修正アルゴリズムとしては、例えば刊行物 P. L. M. Heydemann 著による “Determination and correction of quadrature fringe measurement errors in interferometers", Applied Optics, Vol. 20, No. 3, pp. 3382-3384, 1981 および K. P. Birch著による “Optical fringe interpolation with nanometric accuracy", Precision Engineering, Vol. 12, No. 4, pp. 195-198, 1990に開示されている。マイクロコントローラに後置されているデジタル・アナログ変換器を経由して修正パラメータがアナログスイッチング回路に達し、このスイッチング回路により周期的なアナログ走査信号へ作用を及ぼすことができる。従って、出力側ではアナログスイッチング回路の側から修正した走査信号が生じ、これ等の走査信号は前提となる理想的な信号波形に相当し、周知の評価電子回路内で更に処理できる。
【０００６】
提案されているこの解決策に対する難点としては、先ずアナログ走査信号に作用するアナログスイッチング回路も通常特定な誤差を含むことにある。これには望ましくないオフセット誤差あるいは一定しない信号増幅率がある。しかし、これ等の誤差は修正パラメータあるいはそれに合った調節信号を決める時に考慮されず、そのため依然として望ましくないようにアナログ走査信号を悪化させる。他方、マイクロコントローラにより生じる修正パラメータあるいはそれに合った調節信号の感度をアナログスイッチング回路に合わせる必要があるが、これはアナログスイッチング回路に誤差があれば問題となる。
【０００７】
その外、修正パラメータを決定するために使用するデータの選択をソフトウェヤで検査する必要がある点も難点である。このようなデータの検査には一定の計算時間が必要で、これが提案されている修正方法の速度を制限し、特に処理速度が高い場合に重大になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、増分式位置測定装置の誤差を含むアナログ走査信号に対して更に改善された修正を施すため、つまり走査時に発生する誤差を除去するか、あるいは少なくとも最小にするため、上に述べた刊行物から知られている冒頭に述べた種類の装置もしくは対応する方法をできる限り有利に更に開発することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、この発明により、走査信号を導入し、修正アルゴリズムにより対応する調節信号に変換される修正量を決定するプロセッサユニットと、アナログ走査信号および調節信号を導入し、調節信号を加えて誤差を含む走査信号を修正するため多数の調整可能性を有する修正ユニットとを用い、後置されている評価ユニットにより理想的な信号波形が必要とされる、理想的な信号波形から一定のずれを受けている少なくとも一対の位相のずれたアナログ走査信号が出力側で出力する増分式位置測定装置の誤差を含む走査信号を自動的に修正する装置にあって、プロセッサユニット５の入力側に修正ユニット６を通過した走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′が入力するように、プロセッサユニット５および修正ユニット６が配置されていることによって解決されている。
【００１０】
更に、上記の課題は、この発明により、走査信号をプロセッサユニットに導入し、修正アルゴリズムにより修正量を決定し、この修正量を対応する調節信号に変換し、アナログ走査信号および調節信号を更に修正ユニットに導入し、前記修正ユニットが調節信号を印加して誤差を含む走査信号を修正するため、更に多数の調整可能性を含む、後置されている評価ユニットにより理想的な信号波形が必要とされる、理想的な信号波形から一定のずれを受けている少なくとも一対の位相のずれたアナログ走査信号が出力側で出力する増分式位置測定装置の誤差を含む走査信号を自動的に修正する方法にあって、プロセッサユニット５に導入される走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′を修正ユニット６の出力端で取り出し、これ等の走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′に基づき修正アルゴリズムにより調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1，ＳO2，Ｓ0 が決定されることによって解決されている。
【００１１】
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明によれば、異なったタイプのサンプリング誤差を除去するため、制御に基づき信号修正装置を提案している。これは、修正ユニットの出力側に出力する、場合によっては、既に一度修正されたアナログ走査信号をプロセッサユニットに導入し、このプロセッサユニットが導入された走査信号を基にして新たに走査信号に対する修正アルゴリズムを使用し、対応する修正量あるいはアナログ調節信号を決定し、これを修正ユニットに渡し、そこでアナログ走査信号へ作用を及ぼすことができる等々を意味する。
【００１３】
それ故、修正ユニットを一度通過した、あるいは既に一度修正された走査信号が修正アルゴリズムに対する基礎として使用されるので、もっと改善された信号修正となる。特に、場合によって存在し得る誤差に関して上に述べた問題はアナログ修正ユニットの中で回避できる。必要な修正パラメータを決定する場合、この種の誤差を考慮し、適当な調節信号を出力して補償する。
【００１４】
その外、この発明による装置の有利な実施態様では、プロセッサユニットの中で出力側にただ一つの必要なアナログ・デジタル変換ユニットを用いる比較的単純な構造となる。
更に、この発明による方法、およびこの発明による装置は、修正パラメータを決定ために最終的に使用する信号値の選択に関して極度に柔軟である。特に、選択された信号値の選択に関して、経費が掛かり計算時間の集中する処置をその都度必要としない。つまり、この発明による方法により、あるいはこの発明による装置を用いると、目盛板の目盛と走査ユニットの相対速度が早い場合でも、所望の修正が許容される形で行える。
【００１５】
この発明による処置は、例えば全てその時の位置測定装置の内部で行える。しかし、この外に対応する処置を他の個所、例えば実際の位置測定装置の外で実現化することは同じように可能である。両方の場合、対応する修正された走査信号を後置されている評価ユニットに送り、位置測定のために更に処理する。
【００１６】
【実施例】
以下、添付図面を参照して、一好適実施例に基づきこの発明による装置、あるいはこの発明による方法をより詳しく説明する。
図１の左側には、目盛板の目盛１を走査する走査ユニット２が模式的に示してある。目盛板の目盛１と走査ユニット２は、対応する矢印で示すように、互いに相対的に摺動するか、あるいは互いに相対的に運動できるように配置されている。信号の発生および目盛板の目盛１と走査ユニット２の具体的な構成に関しては、多種多様な可能性がある。例えば、光学的に走査する目盛板の目盛や磁気的な目盛構造体も取り扱われている。これ等の目盛は変位に依存する走査信号を発生するためにそれに合わせて形成されている走査ユニットにより走査される。この外、搬送周波数評価方法に関連して動作する誘導走査原理のような他の物理的な走査原理も信号を発生するために使用することも当然できる。
【００１７】
光学位置測定装置の場合には、この発明による処置は、例えば所謂バイアスを加えた光電素子またはフォトダイオードを使用することも可能にする。これ等の素子は応答時間が早いが、温度依存性のため誤差を含む走査信号を出力する。磁気的な位置測定装置では、磁場で制御されるフォトセル、磁歪素子あるいはホール素子を磁性に敏感な検出素子として使用して生じる誤差も修正できる。
【００１８】
その外、図示する測長システムの実施態様もただ例示的であると解釈すべきである。つまり、回転可能に形成された測定システムも、互いに相対的に移動する二つの物体の回転運動を検出するこの発明による装置と組み合わせることができるのは当然である。
図示する実施例の走査ユニット２の出力側には周期的なアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 が出力する。これ等の走査信号は後置されている評価ユニット３により位置を測定するために周知のように使用され、そのため内挿等も行われる。模式的に示す評価ユニット３は、例えば工作機械の数値制御部である。この場合、評価ユニット３には二つの走査信号Ｓ1,Ｓ2 の一定で理想的な信号波形と、それに応じた両方の信号の間の関係が必要である。これには、両方の周期的な走査信号Ｓ1 とＳ2 の間の 90 °の理想的な位相差、できる限り等しい振幅、および信号Ｓ1 とＳ2 の低減した直流電圧成分ないしはオフセットが当てはまる。評価ユニット３に対するこれ等の要請を満たすため、この発明によれば一定の処置が用意されている。従って、測定期間中に通常誤差を含んでいる走査信号Ｓ1,Ｓ2 を自動的に修正し、このようにして、最適化された走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′を評価ユニット３に送ることができる。
【００１９】
それに必要なこの発明による装置４は、実質上プロセッサユニット５および好ましくはアナログ式に形成された修正ユニット６を含む。走査ユニット２から出力された周期的な走査信号Ｓ1,Ｓ2 は、種々の走査誤差を自動的に修正するため、最初にこの発明による装置４内にある修正ユニット６に達する。この修正ユニット６により、後で説明する誤差を含む走査信号Ｓ1,Ｓ2 に対する一連の調整可能性が与えられる。
【００２０】
修正ユニット６の側では、入力側と出力側に配置されている演算増幅器７.1，７.2，８.1，８.2の外に、一連のアナログ構成の調節部品９.1，９.2，９.3が設けてある。これ等の調節部品を介して一定の方法でアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 に作用を与える。アナログ調節部品９.1，９.2，９.3は、この場合、例えば電子的に調節可能なポテンシオメータで構成されていて、この抵抗値は調節信号により適当な限界内で可変できる。
【００２１】
種々の走査誤差を修正するため、更に修正ユニット６の中に二つの調節部品９.1，９.2があり、これ等の部品はそれぞれ入力側の演算増幅器７.1，７.2の「−」入力端と出力端の間に接続されている。これ等の調節部品９.1，９.2により二つの走査信号Ｓ1,Ｓ2 の信号振幅を一定に可変できる。既に上で示したように、評価ユニット６の側では、更に処理する場合に二つのアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 の振幅をできる限り等しくすることが必要である。
【００２２】
他の調節部品９.3は走査信号Ｓ1,Ｓ2 の二つの処理チャンネルの間に接続され、理想的な場合 90 °ほど互いに位相のずれている二つの走査信号Ｓ1,Ｓ2 の位相角を一定に可変できる。
異なった調節部品９.1，９.2，９.3には必要な値にするため調節信号ＳA1，ＳA2，Ｓ0 が入力する。アナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 に対する他の調節可能性は入力側の演算増幅器７.1，７.2の「＋」入力端に入力する調節信号ＳO1, ＳO2による。これ等の調節信号により二つの走査信号Ｓ1,Ｓ2 の直流電圧成分あるいはオフセットをそれぞれ一定に調整できる。種々の調節信号ＳA1，ＳA2，Ｓ0,ＳO1, ＳO2の発生に関しては、以下の説明を参照されたい。図１に示すアナログ修正ユニット６の実施例は、当然単に例示的なものと理解すべきで、この発明の枠内で全く変更してもよい。
【００２３】
測定動作中には、先に説明したこの発明による装置の修正ユニット６内の調節の可能性により、入力したアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 に一定の調節信号ＳA1，ＳA2，Ｓ0,ＳO1, ＳO2を連続的に加える。このようにして、最初に誤差を含む走査信号の理想的な信号波形を確保することができ、修正されたできる限り理想的な走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′を後置されている評価ユニット３に送ることができる。種々の調節可能性に対して種々の調節信号ＳA1，ＳA2，Ｓ0,ＳO1, ＳO2を発生することは、この発明によればプロセッサユニット５により行われる。このプロセッサユニット５には、修正ユニット６の出力側に出力し、評価ユニット３に送る走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′が導入される。入力側に入力する走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′に基づき、プロセッサユニット５内では修正量あるいは修正パラメータを決定し、アナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 に対して対応する調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 を発生させる。従って、プロセッサユニット５の出力側には、調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 が出力し、これ等の調節信号により、場合によって必要な種々の信号調整が修正ユニット６内で、上に説明した調節可能性を用いて行われる。こうしてアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 の望む理想的な信号波形を連続的に確保できる。
【００２４】
プロセッサユニット５は、図示する実施例の場合、対の周期的な走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′に対して入力側に配置されている二つのサンプル・ホールド回路１０.1，１０.2，つまり走査信号当たり一つの対応する回路１０.1，１０.2を有する。二つのサンプル・ホールド回路１０.1，１０.2の後には、マルチプレクスユニット１１が配置されている。このマルチプレクスユニットにより入力するアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 が時間的に順次アナログ・デジタル変換ユニット１２に接続される。このアナログ・デジタル変換ユニット１２の中では、アナログ走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′がデジタル化される。つまり、アナログ走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′の処理がプロセッサユニット５の中でデジタルの形にして行われる。デジタル化された走査信号はマイクロプロセッサの形に形成されているＣＰＵ１３に導入され、このＣＰＵには更に作業記憶器１４が付属している。
【００２５】
マルチプレクサ１１とアナログ・デジタル変換ユニット１２を伴う図示する実施例の代わりに、平行に配置された複数のアナログ・デジタル変換ユニットを代わりに用いることも基本的に可能である。
ＣＰＵ１３により適当な修正アルゴリズムを用いて走査信号Ｓ1,Ｓ2 に対して、場合によって必要な修正量の決定が行われる。これには、二つの走査信号から好ましくは複数の組となる信号値の対が記憶され、この種の多数の値の対に基づき、対応する修正量あるいはアナログ調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 が形成される。
【００２６】
走査誤差を含む位相のずれた位置測定装置の走査信号に対して修正量を決める有利な可能性に関しては、この代わりに、特に既に上に述べた C. Wang et al., P. L. M. Heydemann および K. P. Birchの文献を参照されたい。
修正アルゴリズムに基づき、ＣＰＵ１３により修正量と、この代わりにデジタルの形の種々の調整可能性に対する適当な調節信号とを修正ユニット６の中で決定される。その外、修正量を求める以外に、中央のＣＰＵ１３は修正ユニット６内での完全なシーケンス制御と同期を引き受ける。これは、一方でＣＰＵ１３と付属する記憶ユニット１４の間の、また他方でＣＰＵ１３とプロセッサユニット５の種々の部品１０.1，１０.2，１１，１２，１５a 〜１５e の間の対応する接続により示してある。
【００２７】
プロセッサユニット５の出力側に配置されている複数のデジタル・アナログ変換ユニット１５a,１５b,１５c,１５e により未だデジタル化される一定の調節信号がアナログ出力信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 に変換され、修正ユニット６に渡される。この代わりに、当然そこにただ一つのデジタル・アナログ変換ユニットもそこに使用できる。調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 を修正ユニット６の種々の調節可能性に作用させて、測定動作中に周期的な走査信号Ｓ1,Ｓ2 の自動化された修正がこのようにして行われる。後置されている評価ユニット３には修正された走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′が受け渡される。
【００２８】
調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 をアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 に作用させる場合、それには修正サイクル毎に修正パラメータあるいは調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 を余り急激に変化させないことが確認される。むしろ、出力する修正走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′の急激な変化をなくするため、調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 の一定の連続性が複数の修正サイクルをさしおいても保証される。プロセッサユニット５から修正ユニット６に受け渡す調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 のこの種の連続性を保証するため、多数の可能性が存在する。例えば、調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 の許容される最大の変化が修正サイクル毎に予め与えられる。その外、説明した制御がＰＩ制御として形成されるので、制御の積分成分により調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 の一定の可変が保証される。
【００２９】
周知の従来技術とは異なり、この発明による装置では、誤差を含むアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 が修正ユニット６を通過した後に検知され、プロセッサユニット５に受け渡される。このプロセッサユニットは修正ユニット６で種々の調節可能性に対して必要な対応する調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 を決める。次に続く修正サイクルでは、次の周期的な走査信号に一定の修正量あるいは調節量を加えるので、これ等の走査信号が少なくとも粗く修正される。こうして一度粗く修正された走査信号Ｓ1,Ｓ2 が次にプロセッサユニット５の入力量として使用され、このプロセッサユニットはこの量に基づき、場合によって、必要な調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 を新たに決定でき、これに以後のアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 が印加する。従って、走査信号Ｓ1,Ｓ2 のもう一度改善された信号の修正となり、これ等の走査信号は後置されている評価ユニット３により更に処理される。更に、種々の修正量あるいは調節信号ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2，Ｓ0 を決める場合、アナログ修正ユニット６による誤差も考慮される。
【００３０】
修正アルゴリズムを実施するため、および必要な修正量あるいは調節信号を決定するため、アナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 からこの発明により特定な信号値の対のみを使用する。この選択された信号値の対に基づき、修正アルゴリズムが実行される。この場合、使用する信号値の選択に関して、この発明による装置の内に、あるいはこの発明による方法の内に一連の可能性が存在する。
【００３１】
例えば、第一実施例の場合、未修正あるいは既に修正された形のアナログ走査信号Ｓ1,Ｓ2 を内挿ユニットにも導入でき、このユニットが信号周期を所定数の計数ステップに分割することができる。図１には、信号値の対の選択に関する実施態様が示してある。この実施態様では、内挿ユニットに導入される信号が最初の修正サイクルで既に修正されている走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′のあるところで取り出せる。この場合、通常の方法で形成されている内挿ユニットに参照符号１６が付けてある。ＣＰＵ１３には、プロセッサユニット５でサンプル・ホールド回路１０.1，１０.2，マルチプレクサユニット１１およびデジタル・アナログ変換ユニット１２を介して内挿ユニット１６により予め与えられる修正走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′の信号値のみが対応する内挿の計数ステップに相当する位置で導入される。このため、内挿ユニット１６の入力側に走査信号Ｓ1 ′, Ｓ2 ′が入力し、出力側でこの内挿ユニット１６がＣＰＵ１３に対する適当な同期信号を出力する。このＣＰＵ１３は次いでこれ等の位置で信号値を読み取る。ＣＰＵからは、少なくともこれ等の信号の読取や検出に必要な信号をアナログ・デジタル変換ユニット１２に供給する。
【００３２】
この実施例の代わりに、内挿ユニット１６により信号値を受け取る所望の位置で対応する同期信号をサンプルホールド回路１０.1，１０.2，マルチプレクスユイット１１およびアナログ・デジタル変換ユニット１２に受け渡し、ＣＰＵ１３の読取過程を開始させることもできる。
内挿ユニット１６を形成することに関しては一連の可能性がある。基本的には、内挿ユニット１６により、それぞれ信号周期を更に分割すること、およびそれにより信号値を修正アルゴリズムのためにＣＰＵに渡す特定の位置を決めることが行われる。例えば信号周期の 10 回の均一分割が行われるので、全部で 10 の内挿位置で対応する信号値の対を読み取るためＣＰＵ１３に同期信号を送ることが行われる。修正アルゴリズムに対する信号値としては、対応する 10 個の位置で検出されたあるいはデジタル化された信号値がＣＰＵ１３に導入される。
【００３３】
このため、内挿ユニット１６の第一実施例では絶対符号化された形で受取位置をＣＰＵ１３に受け渡すことができる。従って、同期信号は受取位置に対する絶対位置情報を含む。この場合、絶対的な受取位置が既知であるため信号周期にわたり受け取った信号値の分布の均一性がＣＰＵ１３に直ちに分かることが有利であると実証されている。従って、信号値をコストと時間を掛けて検査することが必要でない。つまり信号値が十分均一にも分布していて、修正アルゴリズムに適しているか否かの検査は必要でない。
【００３４】
他の実施例では、内挿ユニット１６が目盛周期の増分分割を行い、付随して進行する計数器によりその時の絶対受取位置を決定でき、この位置をＣＰＵ１３に受け渡すことができる。
その外、最後に第三実施例では、内挿ユニット１６が目盛周期の増分分割のみを行い、信号値を多数の等間隔に分布した位置で受け取るため対応する信号をＣＰＵ１３に渡すことができる。
【００３５】
特に検出する処理速度が早い場合、二つの第一実施態様に従い絶対的な受取位置を内挿ユニット１６からＣＰＵ１３に受け渡すと有利であることが分かる。こうして、いずれにしても信号値の対が付属するリッサジュー図形の異なった位置を占め、連続する多数の信号周期ではないがリッサジュー図形の等しい位置で必ず信号値を受け渡すことが確認される。
【００３６】
この外、他の実施例では、ＣＰＵ１３によりソフトウェヤでサンプルホールド回路１０.1，１０.2，マルチプレクサユニット１１およびデジタル・アナログ変換ユニット１２に対する同期信号あるいはトリガーパルスを発生させるないしは予め与えて、信号値の対の選択を行うことができる。この場合、再び全てのアナログ走査信号をデジタル化するのでなく、特定な位置で信号値の対を一定に選択するだけである。
【００３７】
この場合、一方で時間的に等間隔の分布のトリガーパルスを予め与えることができる。修正アルゴリズムに使用する信号値の対を付属するリッサジュー図形に対して均一に分布させることを確実にするため、これに適している信号値の対あるいはこの信号値の対を検出する時点をソフトウェヤで予め与える。
しかし、処理速度が早くなり得る場合、多数の信号周期にわたり何時もリッサジュー図形の同じような位置にある信号値の対を検出し、従って種々の信号値の対を修正アルゴリズムの入力データとして特に良好に適していない場合が再び生じる。それ故、その時の処理速度が例えば今まで検出された測定値に基づき決定されるなら有利である。処理速度が早い場合、この状況をなくし、リッサジュー図に関する修正アルゴリズムに対する信号値の対をできる限り一様な分布にするため、トリガーパルスの時間的な分布を適当に可変する。
【００３８】
しかし、処理速度が早い場合、非常に正確な信号の修正を望むのでなく、この場合に不正確に修正した走査信号でも評価ユニットの側で間に合うなら、最後に述べた処置を取り上げるべきではない。
他方、信号値の対を選択するトリガーパルスを基本的に時間的に等間隔に予め与えるのでなく、これ等のパルスを非周期的な列にして予め与えることもできる。その場合、可能な処理速度毎にリッサジュー図形に対して信号値の対を一様に配分することができるように、トリガーパスルの列の時間的な配分を選択することが必要である。例えば、このためトリガーパスルを適当に統計的に時間配分することをＣＰＵにより予め与えることができる。
【００３９】
この発明による装置あるいはこの発明による方法の他の実施例では、目盛板の目盛と走査ユニットの間の相対移動速度に応じて必ず修正に使用すべき信号値の対を選択している。このため、その時の相対速度を検知することが基本的に必要であり、これが、例えば適当な検出器により、あるいは走査信号の周波数を検知して行われる。つまり、処理速度が遅く、精度に関する要請が高くなれば、例えば多数の信号値を対の走査信号から取り出しことができるが、相対速度が早く、それに応じて精度に関する要請が少ない場合、僅かな信号値に基づく信号の修正で十分である。特に処理速度が遅い場合、多数の信号値の対を走査信号から取り出し、それ等の信号に付いて再び平均化することができる。結局、多数の信号値の対に関するこの種の平均化により、アナログ・デジタル変換ユニットの分解能以上となる特定な修正値に対する精度が得られる。
【００４０】
この発明による装置あるいはこの発明による方法の有利な構成では、更に修正値を保管する非揮発性の記憶ユニットがある。新しい測定を始める時には、この修正量は適当な調節信号に変換され、この修正量を修正ユニットを介して修正すべきアナログ走査信号に印加する。こうして、アナログ走査信号が修正ユニットに通過すると、少なくとも粗い最初の信号修正が行われる。次いで、説明した制御法に基づきアナログ走査信号の連続的な信号修正が先に説明したように行われる。
【００４１】
こうして、説明した実施例の外に、この発明による装置あるいはこの発明による方法をその時の要請に応じて適当に構成する一連の他の可能性が存在する。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による装置あるいは対応する方法により増分式位置測定装置の誤差を含むアナログ走査信号に対して更に改善された修正を施すことができ、走査時に発生する誤差を除去できるか、あるいは少なくとも最小にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の処理を行う回路装置の総合ブロック図である。
【符号の説明】
１                目盛板の目盛
２                走査ユニット
３                評価ユニット
４                この発明による装置
５                プロセッサユニット
６                修正ユニット
７.1, ７.2，８.1, ８.2          演算増幅器
９.1, ９.2, ９.3                調整ユニット
ＳA1，ＳA2，ＳO1, ＳO2, Ｓ0     調節信号
１０.1, １０.2                    サンプルホールド回路
１１                マリチプレクサユニット
１２                アナログ・デジタル変換ユニット
１３                ＣＰＵ
１４                作業記憶器
１５a-e             デジタル・アナログ変換ユニット
１６                内挿ユニット
Ｓ1,Ｓ2             走査信号
Ｓ1 ′, Ｓ2 ′      最適化された走査信号
【図１】
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