旋转编码器以及旋转编码器的角度补正方法技术

一种旋转编码器及其角度补正方法，所述旋转编码器通过消除被叠加在来自构成旋转编码器的一部分的传感器的检测信号的基波上的高次谐波来获得高精度的旋转位置的检测数据。如果由磁阻元件(50)(第一磁阻元件)检测出旋转磁铁(30)(第一旋转磁铁)的角度位置、由磁阻元件(60)(第二磁阻元件)通过高次谐波消除图案(61)消除规定次数(例如7次)以下的高次谐波并检测出旋转磁铁(40)(第二旋转磁铁)的角度位置，则数据处理部(10)利用消除超过规定次数(例如7次)的高次谐波的补正数据(例如电角度补正数据)，补正磁阻元件(60)(第二磁阻元件)的检测数据。由此，利用磁阻元件(60)(第二磁阻元件)消除规定次数以下的高次谐波，利用数据处理部(10)消除超过规定次数的高次谐波。

Angle correction method for rotary encoder and rotary encoder

A rotary encoder and the angle correction method, the rotary encoder is superimposed on the test data from the fundamental harmonic signal of the sensor constitutes a part of the rotary encoder on the rotational position to obtain high accuracy by eliminating. If the magnetoresistive element (50) (first magnetoresistive element) to detect the rotating magnet (30) (the first rotating magnet) angular position, by the magnetoresistive element (60) (second magnetoresistive element) to eliminate harmonic pattern by (61) to eliminate the specified number of times (e.g. 7) below the high harmonics and detect the rotating magnet (40) (second rotating magnet) the angular position of the data processing unit (10) by eliminating more than the prescribed number of times (e.g. 7) corrections data of harmonics (such as electric angle correction data), correction of magnetoresistive element (60) (second magnetoresistive element) detection data. As a result, a higher order of harmonics below the prescribed frequency is eliminated by using a magnetoresistive element (60) (second magnetoresistive element), and a higher order harmonic is eliminated by a data processing unit (10).

【技术实现步骤摘要】
旋转编码器以及旋转编码器的角度补正方法
本专利技术涉及旋转编码器以及旋转编码器的角度补正方法，所述旋转编码器适用于因被叠加到来自构成旋转编码器的一部分的传感器的检测信号的基波的高次谐波分量引起的角度误差的补正。
技术介绍
旋转编码器例如检测出伺服马达的马达轴的旋转位置，并作为检测数据反馈给控制系统。并且，在控制系统中，对来自旋转编码器的检测数据和控制指令值进行比较，并输出用于以使检测数据接近控制值的方式进行控制的电压指令。作为这种旋转编码器，例如在专利文献1中提出了这样的旋转编码器，其设有：第一磁铁，所述第一磁铁具有在周向上N极和S极各磁化出一极的磁化面；以及第二磁铁，所述第二磁铁配置在第一磁铁的外侧且具有在周向上被交替地磁化出多个N极和S极的环状的磁化面，所述旋转编码器利用第一磁阻元件以及霍尔元件检测出第一磁铁侧的旋转位置，利用第二磁阻元件检测出第二磁铁侧的旋转位置。现有技术文献专利文献1：日本专利特许5666886号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术课题在上述的旋转编码器中，根据被第一磁阻元件以及霍尔元件检测出来的第一磁铁侧的旋转位置的检测数据和被第二磁阻元件检测出来的第二磁铁侧的旋转位置的检测数据，能够以高分辨率检测出旋转位置。然而，在这种旋转编码器中，从磁极数较多的第二磁铁侧的第二磁阻元件输出具有一定的反复周期的正弦波信号。并且，众所周知该正弦波信号成为基波分量(磁铁一个极输出一个周期)和高次谐波分量叠加在基波分量上的正弦波信号。并且，高次谐波如3次、5次、7次、11次、13次……那样产生质数的次数，且次数越小振幅越大。即，如果高次谐波的振幅大，则会给基波造成失真。并且，该高次谐波会以(次数+1)个周期的角度误差的形式呈现。如此，存在以下这种问题：以叠加了高次谐波的正弦波信号为基准，例如在检测出伺服马达的马达轴的旋转位置的情况下，由于所检测出的旋转位置具有角度误差，因此无法获得精度高的旋转位置的检测数据。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，目的在于提供一种旋转编码器以及旋转编码器的角度补正方法，所述旋转编码器通过消除被叠加在来自构成旋转编码器的一部分的传感器的检测信号的基波上的高次谐波，能够得到精度高的旋转位置的检测数据。用于解决课题的技术方案本专利技术的旋转编码器为具有旋转磁铁部的旋转编码器，所述旋转磁铁部包括在周向上N极和S极各磁化出一极的第一旋转磁铁和在周向上被交替地磁化出多个N极和S极的第二旋转磁铁，所述旋转编码器的特征在于，具有：第一磁阻元件，所述第一磁阻元件检测出所述第一旋转磁铁的角度位置；第一霍尔元件，所述第一霍尔元件靠近所述第一磁阻元件配置；第二霍尔元件，所述第二霍尔元件在周向上配置在相对于所述第一霍尔元件偏离90°机械角的部位；第二磁阻元件，所述第二磁阻元件检测出所述第二旋转磁铁的角度位置；以及数据处理部，所述数据处理部根据所述第一磁阻元件、所述第一霍尔元件、所述第二霍尔元件、所述第二磁阻元件的检测数据，通过数据处理求取所述旋转磁铁部的角度位置，在所述第二磁阻元件设有高次谐波消除图案，所述高次谐波消除图案消除规定次数以下的高次谐波，所述数据处理部利用消除超过规定次数的高次谐波的补正数据，对所述第二磁阻元件的检测数据进行补正。在该结构中，如果第一磁阻元件检测出第一旋转磁铁的角度位置，第二磁阻元件通过高次谐波消除图案消除规定次数以下的高次谐波，并检测出第二旋转磁铁的角度位置，则数据处理部利用消除超过规定次数的高次谐波的补正数据，对第二磁阻元件的检测数据进行补正。由此，利用第二磁阻元件消除规定次数以下的高次谐波，利用数据处理部消除超过规定次数的高次谐波，因此能够消除被叠加在来自构成旋转编码器的一部分的传感器的检测信号的基波上的高次谐波。并且，所述旋转编码器的特征在于，所述补正数据为电角度补正数据，所述电角度补正数据用于消除所述第二旋转磁铁的各极共同具有的周期性角度误差，所述数据处理部具有：存储器，所述存储器存储所述电角度补正数据；电角度补正部，所述电角度补正部利用所述电角度补正数据，对所述第二磁阻元件的检测数据的角度误差进行补正；以及角度位置决定部，所述角度位置决定部根据所述第一磁阻元件、所述第一霍尔元件、所述第二霍尔元件的检测数据及由所述电角度补正部补正后的检测数据，决定所述旋转磁铁部的角度位置。在该结构中，电角度补正部利用存储在存储器中的电角度补正数据，消除第二旋转磁铁的各极共同具有的周期性角度误差，角度位置决定部根据由第一磁阻元件、第一霍尔元件、第二霍尔元件检测到的检测数据以及由电角度补正部补正后的检测数据，决定旋转磁铁部的角度位置，因此能够消除第二旋转磁铁的各极共同具有的周期性角度误差。并且，所述旋转编码器的特征在于，在所述电角度补正数据中包含有消除未被所述高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的高次谐波的数据。在该结构中，电角度补正部能够通过电角度补正数据，消除未被高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的高次谐波。并且，所述旋转编码器的特征在于，在所述存储器中存储有机械角补正数据，所述机械角补正数据用于消除随着所述第一旋转磁铁和所述第二旋转磁铁的旋转而周期性地产生的角度误差，所述数据处理部具有机械角补正部，所述机械角补正部利用所述机械角补正数据，对由所述角度位置决定部决定的角位置数据进行补正。在该结构中，由于机械角补正部利用存储在存储器中的机械角补正数据，对由角度位置决定部决定的角位置数据进行补正，因此能够消除因第一磁阻元件与第一旋转磁铁的中心偏移、第二磁阻元件与第二旋转磁铁的中心偏移等机械性原因产生的角度误差。并且，所述旋转编码器的特征在于，所述电角度补正数据具有将因超过所述规定次数的所有的高次谐波引起的误差量平均后的值。在该结构中，由于电角度补正数据具有将因超过规定次数的所有的高次谐波引起的误差量平均后的值，因此能够缩小存储器的存储容量，且能够缩短电角度补正部用于消除超过规定次数的高次谐波的补正处理的步骤。并且，所述旋转编码器的特征在于，所述电角度补正数据包括将因未被所述高次谐波消除图案消除而残留的所述规定次数以下的所有高次谐波引起的误差量平均后的值。在该结构中，由于电角度补正数据包含将因未被高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的所有的高次谐波引起的误差量平均后的值，因此能够消除未被高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的高次谐波。并且，所述旋转编码器的特征在于，所述电角度补正数据具有将超过所述规定次数的每一个特定次数的高次谐波平均后的值。在该结构中，由于电角度补正数据具有将超过规定次数的每一个特定次数的高次谐波平均后的值，因此电角度补正部能够消除超过规定次数的每一个特定次数的高次谐波，且能够进一步缩小第二旋转磁铁的各极共同具有的周期性角度误差。并且，所述旋转编码器的特征在于，所述电角度补正数据包括将未被所述高次谐波消除图案消除而残留的所述规定次数以下的每一个特定次数的高次谐波平均后的值。在该结构中，由于电角度补正数据包括将未被高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的每一个特定次数的高次谐波平均后的值，因此电角度补正部能够消除未被高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的每一个特定次数的高次谐波，并能够进一步缩小第二旋转磁铁的各极共同具有的周期性角度误差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转编码器，具有旋转磁铁部，所述旋转磁铁部包括在周向上N极和S极各磁化出一极的第一旋转磁铁和在周向上被交替地磁化出多个N极和S极的第二旋转磁铁，其特征在于，所述旋转编码器具有：第一磁阻元件，所述第一磁阻元件检测出所述第一旋转磁铁的角度位置；第一霍尔元件，所述第一霍尔元件靠近所述第一磁阻元件配置；第二霍尔元件，所述第二霍尔元件在周向上配置在相对于所述第一霍尔元件偏离90°机械角的部位；第二磁阻元件，所述第二磁阻元件检测出所述第二旋转磁铁的角度位置；以及数据处理部，所述数据处理部根据所述第一磁阻元件、所述第一霍尔元件、所述第二霍尔元件、所述第二磁阻元件的检测数据，通过数据处理求取所述旋转磁铁部的角度位置，在所述第二磁阻元件设有消除规定次数以下的高次谐波的高次谐波消除图案，所述数据处理部利用消除超过规定次数的高次谐波的补正数据，对所述第二磁阻元件的检测数据进行补正。

【技术特征摘要】
2016.03.10 JP 2016-0468371.一种旋转编码器，具有旋转磁铁部，所述旋转磁铁部包括在周向上N极和S极各磁化出一极的第一旋转磁铁和在周向上被交替地磁化出多个N极和S极的第二旋转磁铁，其特征在于，所述旋转编码器具有：第一磁阻元件，所述第一磁阻元件检测出所述第一旋转磁铁的角度位置；第一霍尔元件，所述第一霍尔元件靠近所述第一磁阻元件配置；第二霍尔元件，所述第二霍尔元件在周向上配置在相对于所述第一霍尔元件偏离90°机械角的部位；第二磁阻元件，所述第二磁阻元件检测出所述第二旋转磁铁的角度位置；以及数据处理部，所述数据处理部根据所述第一磁阻元件、所述第一霍尔元件、所述第二霍尔元件、所述第二磁阻元件的检测数据，通过数据处理求取所述旋转磁铁部的角度位置，在所述第二磁阻元件设有消除规定次数以下的高次谐波的高次谐波消除图案，所述数据处理部利用消除超过规定次数的高次谐波的补正数据，对所述第二磁阻元件的检测数据进行补正。2.根据权利要求1所述的旋转编码器，其特征在于，所述补正数据为电角度补正数据，所述电角度补正数据用于消除所述第二旋转磁铁的各极共同具有的周期性角度误差，所述数据处理部具有：存储器，所述存储器存储所述电角度补正数据；电角度补正部，所述电角度补正部利用所述电角度补正数据，对所述第二磁阻元件的检测数据的角度误差进行补正；以及角度位置决定部，所述角度位置决定部根据所述第一磁阻元件、所述第一霍尔元件及所述第二霍尔元件的检测数据和由所述电角度补正部补正后的检测数据，决定所述旋转磁铁部的角度位置。3.根据权利要求2所述的旋转编码器，其特征在于，在所述电角度补正数据中包含有消除未被所述高次谐波消除图案消除而残留的规定次数以下的高次谐波的数据。4.根据权利要求2或3所述的旋转编码器，其特征在于，在所述存储器中存储有机械角补正数据，所述机械角补正数据用于消除随着所述第一旋转磁铁和所述第二旋转磁铁的旋转而周期性地产生的角度误差，所述数据处理部具有机械角补正部，所述机械角补正部利用所述机械角补正数据，对已由所述角度位置决定部决定的角位置数据进行补正。5.根据权利要求4所述的旋转编码器，其特征在于，所述规定次数为7次。6.根据权利要求2所述的旋转编码器，其特征在于，所述电角度补正数据具有将因超过所述规定次数的所有的高次谐波引起的误差量平均后的值。7.根据权利要求6所述的旋转编码器，其特征在于，所述电角度补正数据包括将因未被所述高次谐波消除图案消除而残留的所述规定次数以下的所有的高次谐波引起的误差量平均后的值。8.根据权利要求6或7所述的旋转编码器，其特征在于，在所述存储器中存储有机械角补正数据，所述机械角补正数据用于消除随着所述第一旋转磁铁和所述第二旋转磁铁的旋转而周期性地产生的角度误差，所述数据处理部具有机械角补正部，所述机械角补正部利用所述机械角补正数据，对已由所述角度位置决定部决定的角位置数据进行补正。9.根据权利要求8所述的旋转编码器，其特征在于，所述规定次数为7次。10.根据权利要求2所述的旋转编码器，其特征在于，所述电角度补正数据具有将超过所述规定次数的每一个特定次数的高次谐波平均后的值。11.根据权利要求10所述的旋转编码器，其特征在于，所述电角度补正数据包括将未被所述高次谐波消除图案消除而残留的所述规定次数以下的每一个特定次数的高次谐波平均后的值。12.根据权利要求10或11所述的旋转编码器，其特征在于，在所述存储器中存储有机械角补正数据，所述机械角补正数据用于消除随着所述第一旋转磁铁和所述第二旋转磁铁的旋转而周期性地产生的角度误差，所述数据处理部具有机械角补正部，所述机械角补正部利用所述机械角补正数据，对已由所述角度位置决定部决定的角位置数据进行补正。13.根据权利要求12所述的旋转编码器，其特征在于，所述规定次数为7次。14.一种旋转编码器的角度补正方法，所述旋转编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥村宏克，齋藤豊，上甲均，
申请(专利权)人：日本电产三协株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP