技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)編碼器等的檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)檢測(cè)方法以及檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體相對(duì)于固定體的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)編碼器中，例如設(shè)置有磁傳感器裝置(檢測(cè)裝置)，所述磁傳感器裝置在旋轉(zhuǎn)體側(cè)設(shè)置有磁鐵，在固定體側(cè)具有磁阻元件或霍爾元件。在這樣的磁傳感器裝置中，例如，在具有磁阻元件的磁傳感器裝置中，在基板的一面形成有磁阻膜，并基于從由磁阻膜構(gòu)成的兩相(A相和B相)的橋接電路輸出的兩個(gè)輸出，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體的角速度和角度位置等(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

即如圖7所示，由于A相的輸出表示正弦波，B相的輸出表示余弦波，因此若以在固定的時(shí)點(diǎn)獲取的A相數(shù)據(jù)與B相數(shù)據(jù)來(lái)求反正切，則能夠求得磁鐵相對(duì)于磁傳感器裝置的角度位置。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-118000號(hào)公報(bào)

在上述的旋轉(zhuǎn)編碼器中，對(duì)A相數(shù)據(jù)和B相數(shù)據(jù)均要求要有很高的可靠性。因此，如圖7示意表示那樣，采用在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)按照每一固定時(shí)間設(shè)定有多個(gè)時(shí)點(diǎn)，并利用在第奇數(shù)次的時(shí)點(diǎn)(時(shí)間t1、t3、t5)獲取的A相數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)和在第偶數(shù)次的時(shí)點(diǎn)(時(shí)間t2、t4、t6)獲取的B相數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)求反正切的過(guò)采樣。

然而，在圖7所示的過(guò)采樣中，由于A相數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)與時(shí)間t3的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，而B(niǎo)相數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)與時(shí)間t4的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，因此在A相數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)與B相數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)之間存在時(shí)間差。因而，存在根據(jù)A相數(shù)據(jù)與B相數(shù)據(jù)求反正切時(shí)，不能夠高精度地求得磁鐵相對(duì)于磁傳感器裝置的角度位置的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上問(wèn)題，本發(fā)明的課題在于提供一種即使在采用過(guò)采樣的情況下，也能夠提高來(lái)自兩個(gè)檢測(cè)部的數(shù)據(jù)的同時(shí)性的檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法以及檢測(cè)裝置。

為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的檢測(cè)裝置的數(shù)據(jù)檢測(cè)方法的特征在于，具有數(shù)據(jù)獲取工序以及檢測(cè)值決定工序，所述數(shù)據(jù)獲取工序在按照每一固定時(shí)間設(shè)定有多個(gè)時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)，在第奇數(shù)次與第偶數(shù)次中的一方的時(shí)點(diǎn)獲取來(lái)自第一檢測(cè)部的第一數(shù)據(jù)，并且在第奇數(shù)次與第偶數(shù)次中的另一方的時(shí)點(diǎn)獲取來(lái)自第二檢測(cè)部的第二數(shù)據(jù)；所述檢測(cè)值決定工序基于所述第一數(shù)據(jù)決定所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)的第一檢測(cè)值，并且基于所述第二數(shù)據(jù)決定所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)的第二檢測(cè)值，在所述數(shù)據(jù)獲取工序中，將在所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取所述第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取所述第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和設(shè)為三次以上的奇數(shù)次。

并且，本發(fā)明所涉及的檢測(cè)裝置的特征在于，具有：第一檢測(cè)部；第二檢測(cè)部；數(shù)據(jù)獲取部，其在按照每一固定時(shí)間設(shè)定有多個(gè)時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)，在第奇數(shù)次與第偶數(shù)次中的一方的時(shí)點(diǎn)獲取來(lái)自所述第一檢測(cè)部的第一數(shù)據(jù)，并且在第奇數(shù)次與第偶數(shù)次中的另一方的時(shí)點(diǎn)獲取來(lái)自所述第二檢測(cè)部的第二數(shù)據(jù)；以及檢測(cè)值決定部，其基于所述第一數(shù)據(jù)決定所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)的第一檢測(cè)值，基于所述第二數(shù)據(jù)決定所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)的第二檢測(cè)值。

在本發(fā)明中，由于在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和為三次以上，因此對(duì)第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)的至少一方進(jìn)行獲取多次數(shù)據(jù)的過(guò)采樣。因此，能夠提高數(shù)據(jù)的可靠性。并且，由于在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和為三次以上的奇數(shù)，因此在利用在第奇數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)的平均值或中數(shù)決定檢測(cè)值，利用在第偶數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)的平均值或中數(shù)決定檢測(cè)值的情況下，檢測(cè)值均與數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間的時(shí)間對(duì)應(yīng)。因此，即使在采用過(guò)采樣的情況下，也能夠提高來(lái)自兩個(gè)檢測(cè)部的數(shù)據(jù)的同時(shí)性。

在本發(fā)明中優(yōu)選在所述數(shù)據(jù)獲取工序中，將在所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取所述第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取所述第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和設(shè)為五次以上。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，由于對(duì)第一數(shù)據(jù)與第二數(shù)據(jù)雙方進(jìn)行過(guò)采樣，因而能夠提高數(shù)據(jù)的可靠性。

在本發(fā)明中能夠采用以下結(jié)構(gòu)：所述第一檢測(cè)部連續(xù)輸出第一模擬數(shù)據(jù)，并且所述第二檢測(cè)部連續(xù)輸出第二模擬數(shù)據(jù)，設(shè)有將所述第一模擬數(shù)據(jù)與所述第二模擬數(shù)據(jù)交替地轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的A/D轉(zhuǎn)換器，在所述數(shù)據(jù)獲取工序中，通過(guò)所述A/D轉(zhuǎn)換器把在所述一方的時(shí)點(diǎn)將所述第一模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的結(jié)果作為所述第一數(shù)據(jù)，把在所述另一方的時(shí)點(diǎn)將所述第二模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的結(jié)果作為所述第二數(shù)據(jù)。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)過(guò)采樣，并且提高了來(lái)自兩個(gè)檢測(cè)部的數(shù)據(jù)的同時(shí)性。

在本發(fā)明中，在所述檢測(cè)值決定工序中，例如根據(jù)所述第一數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)決定所述第一檢測(cè)值，根據(jù)所述第二數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)決定所述第二檢測(cè)值。

在本發(fā)明中，優(yōu)選在所述檢測(cè)值決定工序中，通過(guò)將所述第一數(shù)據(jù)相加從而算出所述第一檢測(cè)值，將所述第二數(shù)據(jù)相加從而算出所述第二檢測(cè)值，并且在算出所述第一檢測(cè)值與算出所述第二檢測(cè)值的至少一方中，通過(guò)乘以相對(duì)于所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間在前側(cè)與后側(cè)對(duì)稱的系數(shù)的加權(quán)和計(jì)算，使所述第一檢測(cè)值的位長(zhǎng)與所述第二檢測(cè)值的位長(zhǎng)一致。這種情況下，優(yōu)選將在靠近所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間的時(shí)間獲取的數(shù)據(jù)乘以比在離數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間較遠(yuǎn)的時(shí)間獲取的數(shù)據(jù)大的系數(shù)進(jìn)行加權(quán)和計(jì)算。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，即使不用除法，也能夠決定第一檢測(cè)值和第二檢測(cè)值。因此，由于能夠減輕數(shù)據(jù)處理的負(fù)荷，所以能夠?qū)崿F(xiàn)處理的高速化。并且，由于通過(guò)進(jìn)行加權(quán)和計(jì)算使第一檢測(cè)值的位長(zhǎng)與第二檢測(cè)值的位長(zhǎng)一致，所以能夠容易地進(jìn)行利用了第一檢測(cè)值和第二檢測(cè)值的運(yùn)算等。

在這種情況下，優(yōu)選所述系數(shù)為2的冪。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，由于進(jìn)行移位即可，所以不需進(jìn)行乘法運(yùn)算。因此，由于能夠減輕數(shù)據(jù)處理的負(fù)荷，從而能夠?qū)崿F(xiàn)處理的高速化。

在本發(fā)明中例如能夠采用如下結(jié)構(gòu)：所述第一檢測(cè)部為磁阻元件的第一磁阻膜，所述第二檢測(cè)部為所述磁阻元件的第二磁阻膜，所述第一磁阻膜基于來(lái)自與所述磁阻元件相對(duì)旋轉(zhuǎn)的磁鐵的磁場(chǎng)變化，輸出由正弦波構(gòu)成的所述第一模擬數(shù)據(jù)，所述第二磁阻膜基于來(lái)自所述磁鐵的磁場(chǎng)變化，輸出由余弦波構(gòu)成的所述第二模擬數(shù)據(jù)，在所述檢測(cè)值決定工序之后，基于與所述第一檢測(cè)值和所述第二檢測(cè)值對(duì)應(yīng)的反正切算出所述磁鐵相對(duì)于所述磁阻元件的角度位置。

在本發(fā)明中，優(yōu)選連續(xù)地設(shè)定所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間，在當(dāng)前次所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)，在所述多個(gè)時(shí)點(diǎn)中的第奇數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取所述第一數(shù)據(jù)，在第偶數(shù)次獲取所述第二數(shù)據(jù)，在下一次所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)，在所述多個(gè)時(shí)點(diǎn)中的第偶數(shù)次獲取所述第一數(shù)據(jù)，在第奇數(shù)次獲取所述第二數(shù)據(jù)。雖然在第奇數(shù)次進(jìn)行的數(shù)據(jù)獲取與在第偶數(shù)次進(jìn)行的數(shù)據(jù)獲取相比多了一次，但通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在第奇數(shù)次的數(shù)據(jù)獲取與在第偶數(shù)次的數(shù)據(jù)獲取交替進(jìn)行，因此能夠使獲取第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)的次數(shù)相等。

在本發(fā)明中，優(yōu)選按照所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間除以在所述數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取所述第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取所述第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和所得的時(shí)間設(shè)定所述多個(gè)時(shí)點(diǎn)。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取數(shù)據(jù)的次數(shù)最大。

在本發(fā)明中，由于在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和為三次以上，所以對(duì)第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)中的至少一方進(jìn)行獲取多次數(shù)據(jù)的過(guò)采樣。因此，能夠提高數(shù)據(jù)的可靠性。并且，由于在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)的次數(shù)之和為三次以上的奇數(shù)，因此在利用在第奇數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)的平均值或中數(shù)決定檢測(cè)值，利用在第偶數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)的平均值或中數(shù)決定檢測(cè)值的情況下，檢測(cè)值均與數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間的時(shí)間對(duì)應(yīng)。因此，即使在采用過(guò)采樣的情況下，也能夠提高來(lái)自兩個(gè)檢測(cè)部的數(shù)據(jù)的同時(shí)性。

附圖說(shuō)明

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的說(shuō)明圖。

圖2是用于應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的磁阻元件的磁阻膜的電連接結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。

圖3是表示應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器的原理的說(shuō)明圖。

圖4是表示利用應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)施的數(shù)據(jù)檢測(cè)方法的流程圖。

圖5是示意地表示利用應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)施的過(guò)采樣的內(nèi)容的說(shuō)明圖。

圖6是表示在應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器中實(shí)施過(guò)采樣的效果的說(shuō)明圖。

圖7是示意地表示參考例所涉及的過(guò)采樣的內(nèi)容的說(shuō)明圖。

(符號(hào)說(shuō)明)

1……旋轉(zhuǎn)編碼器

2……旋轉(zhuǎn)體

4……磁阻元件

4a……第一檢測(cè)部

4b……第二檢測(cè)部

41、43……磁阻膜(第一磁阻膜)

42、44……磁阻膜(第二磁阻膜)

90……控制部

93……A/D轉(zhuǎn)換器

95……時(shí)點(diǎn)控制部

96……位置決定部

98……運(yùn)算部

SIN……第一模擬數(shù)據(jù)

COS……第二模擬數(shù)據(jù)

Dsin……第一數(shù)據(jù)

Dcos……第二數(shù)據(jù)

Esin……第一檢測(cè)值

Ecos……第二檢測(cè)值

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，以旋轉(zhuǎn)編碼器為中心，對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。另外，在旋轉(zhuǎn)編碼器中，在檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體相對(duì)于固定體的旋轉(zhuǎn)時(shí)，既可以采用在固定體側(cè)設(shè)置磁鐵而在旋轉(zhuǎn)體側(cè)設(shè)置磁阻元件的結(jié)構(gòu)，也可以采用在固定體側(cè)設(shè)置磁阻元件而在旋轉(zhuǎn)體側(cè)設(shè)置磁鐵的結(jié)構(gòu)，但在以下的說(shuō)明中以在固定體側(cè)設(shè)置磁傳感器而在旋轉(zhuǎn)體側(cè)設(shè)置磁鐵的結(jié)構(gòu)為中心進(jìn)行說(shuō)明。

[旋轉(zhuǎn)編碼器的概略結(jié)構(gòu)]

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器1的說(shuō)明圖。圖2是用于應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器1的磁阻元件4的磁阻膜41～44的電連接結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖3是表示應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器1的原理的說(shuō)明圖，圖3(a)是從磁阻元件4輸出的信號(hào)等的說(shuō)明圖，圖3(b)是表示該信號(hào)與旋轉(zhuǎn)體2的角度位置(電角)的關(guān)系的說(shuō)明圖。

圖1所示的旋轉(zhuǎn)編碼器1是利用磁傳感器裝置10磁檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體2相對(duì)于固定體(未圖示)繞軸線(繞旋轉(zhuǎn)軸線)的旋轉(zhuǎn)的裝置，固定體固定于馬達(dá)裝置的框架等，旋轉(zhuǎn)體2在與馬達(dá)裝置的旋轉(zhuǎn)輸出軸等連接的狀態(tài)下使用。在旋轉(zhuǎn)體2側(cè)保持有磁鐵20，該磁鐵20使在周向上磁化有一個(gè)N極和一個(gè)S極的磁化面21朝向旋轉(zhuǎn)軸線方向L的一側(cè)，磁鐵20繞旋轉(zhuǎn)軸線與旋轉(zhuǎn)體2一體旋轉(zhuǎn)。

在固定體側(cè)設(shè)置有磁傳感器裝置10，該磁傳感器裝置10具有在旋轉(zhuǎn)軸線方向L的一側(cè)與磁鐵20的磁化面21對(duì)置的磁阻元件4以及進(jìn)行后述處理的控制部90等。并且，磁傳感器裝置10在與磁鐵20對(duì)置的位置具有第一霍爾元件61和位于在周向上相對(duì)于第一霍爾元件61偏離90°機(jī)械角的位置的第二霍爾元件62。

磁阻元件4是具有基板40以及相對(duì)于磁鐵20的相位相互具有90°相位差的兩相磁阻膜(A相(SIN)的磁阻膜(第一檢測(cè)部4a)與B相(COS)的磁阻膜(第二檢測(cè)部4b))的磁阻元件。在這樣的磁阻元件4中，第一檢測(cè)部4a(A相的磁阻膜)具有以180°的相位差檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體2的移動(dòng)的+A相(SIN+)的磁阻膜43(第一磁阻膜)和-A相(SIN-)的磁阻膜41(第一磁阻膜)，第二檢測(cè)部4b(B相的磁阻膜)具有以180°的相位差檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體2的移動(dòng)的+B相(COS+)的磁阻膜44(第二磁阻膜)以及-B相(COS-)的磁阻膜42(第二磁阻膜)。這種結(jié)構(gòu)的磁阻元件4的磁阻膜41～44以各磁阻膜41～44的電阻值的飽和靈敏度區(qū)域以上的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)方向在磁化面21的面內(nèi)方向變化的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

在第一檢測(cè)部4a中，+A相的磁阻膜43和-A相的磁阻膜41構(gòu)成圖2(a)所示的橋接電路，一端與A相用的電源端子VccA連接，另一端與A相用的接地端子GNDA連接。在+A相的磁阻膜43的中點(diǎn)位置設(shè)置有輸出+A相的輸出端子+A，在-A相的磁阻膜41的中點(diǎn)位置設(shè)置有輸出-A相的輸出端子-A。并且，在第二檢測(cè)部4b中，+B相的磁阻膜44和-B相的磁阻膜42也與+A相的磁阻膜44和-A相的磁阻膜41相同，構(gòu)成圖2(b)所示的橋接電路，一端與B相用的電源端子VccB連接，另一端與B相用的接地端子GNDB連接。在+B相的磁阻膜44的中點(diǎn)位置設(shè)置有輸出+B相的輸出端子+B，在-B相的磁阻膜42的中點(diǎn)位置設(shè)置有輸出-B相的輸出端子-B。另外，在圖2中為了方便起見(jiàn)，分別記載了A相用的電源端子VccA和B相用的電源端子VccB，但A相用的電源端子VccA與B相用的電源端子VccB也可以通用。并且，在圖2中為了方便起見(jiàn)，分別記載了A相用的接地端子GNDA和B相用的接地端子GNDB，但A相用的接地端子GNDA與B相用的接地端子GNDB也可以通用。

在本方式的磁傳感器裝置10和旋轉(zhuǎn)編碼器1中，在磁阻元件4的第一檢測(cè)部4a和第二檢測(cè)部4b構(gòu)成增幅電路91a、增幅電路91b、將從該增幅電路91a和增幅電路91b輸出的第一模擬數(shù)據(jù)SIN和第二模擬數(shù)據(jù)COS變換成進(jìn)行了數(shù)字轉(zhuǎn)換的第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos的A/D轉(zhuǎn)換器93以及具有對(duì)第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos進(jìn)行各種運(yùn)算處理的CPU(運(yùn)算電路)等的控制部90。并且，在第一霍爾元件61和第二霍爾元件62設(shè)置有增幅電路92a、增幅電路92b以及A/D轉(zhuǎn)換器94。

在這種結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)編碼器1中，如圖3(a)所示，由于若旋轉(zhuǎn)體2旋轉(zhuǎn)一圈，則磁鐵20也隨著旋轉(zhuǎn)一圈，因此從磁阻元件4輸出兩個(gè)周期量的第一模擬數(shù)據(jù)SIN和第二模擬數(shù)據(jù)COS。因此，若通過(guò)增幅電路91a和91b增幅第一模擬數(shù)據(jù)SIN和第二模擬數(shù)據(jù)COS后，利用A/D轉(zhuǎn)換器93將第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并輸出至控制部90，則能夠求得圖3(b)所示的利薩如圖。并且，若基于第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos求得反正切(θ＝TAN^-1(SIN/COS))，則能夠知道旋轉(zhuǎn)輸出軸的角度位置θ。并且，在本方式中，從磁鐵20的中心觀察在錯(cuò)開(kāi)90°的位置配置有第一霍爾元件61和第二霍爾元件62。因此，通過(guò)第一霍爾元件61與第二霍爾元件62的輸出的組合，能夠知道在輸出了兩個(gè)周期量的第一模擬數(shù)據(jù)SIN和第二模擬數(shù)據(jù)COS中，當(dāng)前位置位于哪個(gè)周期的區(qū)間。因此，旋轉(zhuǎn)編碼器1基于磁阻元件4的檢測(cè)結(jié)果、第一霍爾元件61的檢測(cè)結(jié)果以及第二霍爾元件62的檢測(cè)結(jié)果能夠生成旋轉(zhuǎn)體2的絕對(duì)角度位置信息，從而能夠進(jìn)行絕對(duì)動(dòng)作。

(數(shù)據(jù)檢測(cè))

圖4是表示用應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器1實(shí)施的數(shù)據(jù)檢測(cè)方法的流程圖。圖5是示意地表示用應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器1實(shí)施的過(guò)采樣的內(nèi)容的說(shuō)明圖。

在本方式的旋轉(zhuǎn)編碼器1中，在獲取第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos時(shí)，為了提高數(shù)據(jù)的可靠性，實(shí)施以下說(shuō)明的過(guò)采樣。并且，為了提高第一數(shù)據(jù)Dsin與第二數(shù)據(jù)Dcos的同時(shí)性，如下設(shè)定了獲取第一數(shù)據(jù)Dsin與第二數(shù)據(jù)Dcos的時(shí)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的方法，在本方式的旋轉(zhuǎn)編碼器1中，如圖1所示，設(shè)置有時(shí)點(diǎn)控制部95，該時(shí)點(diǎn)控制部95對(duì)在A/D轉(zhuǎn)換器93中從第一模擬數(shù)據(jù)SIN獲取第一數(shù)據(jù)Dsin并且從第二模擬數(shù)據(jù)COS獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的時(shí)點(diǎn)進(jìn)行控制。并且，在控制部90構(gòu)成了第一檢測(cè)值決定部97a(檢測(cè)值決定部)和第二檢測(cè)值決定部97b(檢測(cè)值決定部)，該第一檢測(cè)值決定部97a基于通過(guò)過(guò)采樣獲取的多個(gè)第一數(shù)據(jù)Dsin決定當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的第一檢測(cè)值Esin，該第二檢測(cè)值決定部97b基于第二數(shù)據(jù)Dcos決定當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間內(nèi)的第二檢測(cè)值Ecos。并且，在控制部90構(gòu)成了運(yùn)算部98和位置決定部96，該運(yùn)算部98用第一檢測(cè)值Esin和第二檢測(cè)值Ecos求得當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的反正切(θ＝TAN^-1(Esin/Ecos))，該位置決定部96基于反正切(θ＝TAN^-1(Esin/Ecos))的運(yùn)算結(jié)果、第一霍爾元件61的檢測(cè)結(jié)果以及第二霍爾元件62的檢測(cè)結(jié)果決定旋轉(zhuǎn)體2在當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的絕對(duì)角度位置。在此，時(shí)點(diǎn)控制部95既可以采用設(shè)置在控制部90的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，也可以采用設(shè)置在控制部90的外部的結(jié)構(gòu)，但是在本方式中，時(shí)點(diǎn)控制部95設(shè)置在控制部90的內(nèi)部。并且，時(shí)點(diǎn)控制部95基于來(lái)自外部指令部99的指令設(shè)定條件?？刂撇?0由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，依據(jù)預(yù)先儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(未圖示)的程序進(jìn)行參照?qǐng)D4和圖5說(shuō)明的處理。

(數(shù)據(jù)獲取工序S10)

在本方式中，如圖4所示，若旋轉(zhuǎn)編碼器1根據(jù)第一控制脈沖P1(參照?qǐng)D5)進(jìn)入數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T，則開(kāi)始以下數(shù)據(jù)獲取工序S10。首先，在步驟S1中，基于外部指令部99預(yù)先指示的內(nèi)容，設(shè)定獲取數(shù)據(jù)總次數(shù)N，在步驟S2中，將變量n設(shè)為1。獲取數(shù)據(jù)總次數(shù)N設(shè)定為三次以上的奇數(shù)次，優(yōu)選設(shè)定為五次以上的奇數(shù)次。在本方式中，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)化，以將獲取數(shù)據(jù)總次數(shù)N設(shè)定為五次為例進(jìn)行說(shuō)明。因此，在本方式中，在一次的數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)，根據(jù)控制脈沖P2(參照?qǐng)D5)，在每一固定時(shí)間內(nèi)合計(jì)有五次的時(shí)點(diǎn)，獲取來(lái)自第一檢測(cè)部4a的第一數(shù)據(jù)Dsin和來(lái)自第二檢測(cè)部4b的第二數(shù)據(jù)Dcos。

接下來(lái)，在步驟S3中，判斷變量n是否為奇數(shù)。在該判斷中，判斷出變量n為奇數(shù)時(shí)(圖5的時(shí)間t1)，在步驟S4中，A/D轉(zhuǎn)換器93基于從第一檢測(cè)部4a輸出的第一模擬數(shù)據(jù)SIN獲取第一數(shù)據(jù)Dsin(第一個(gè)第一數(shù)據(jù)Dsin1)。然后，在步驟S5中對(duì)變量n加1后(n＝2)，在步驟S7中，判斷變量n是否為N。在步驟S7的判斷中，判斷出變量n不為N時(shí)返回步驟S3。

接下來(lái)，在步驟S3中，判斷變量n是否為奇數(shù)。在該判斷中，判斷出變量n不為奇數(shù)時(shí)(圖5的時(shí)間t2)，在步驟S6中，A/D轉(zhuǎn)換器93基于從第二檢測(cè)部4b輸出的第二模擬數(shù)據(jù)COS獲取第二數(shù)據(jù)Dcos(第一個(gè)第二數(shù)據(jù)Dcos1)。然后，在步驟S5中對(duì)變量n加1后，在步驟S7中，判斷變量n是否為N。在步驟S7的判斷中，判斷出變量n不為N時(shí)，返回步驟S3。

接下來(lái)，在步驟S3的判斷中，判斷出變量n為奇數(shù)時(shí)(圖5的時(shí)間t3)，在步驟S4中，A/D轉(zhuǎn)換器93基于從第一檢測(cè)部4a輸出的第一模擬數(shù)據(jù)SIN獲取第一數(shù)據(jù)Dsin(第二個(gè)第一數(shù)據(jù)Dsin2)。然后，在步驟S5中，對(duì)變量n加1后(n＝3)，在步驟S7中，判斷變量n是否為N。在步驟S7的判斷中，判斷出變量n不為N時(shí)返回步驟S3。

接下來(lái)，在步驟S3的判斷中，判斷出變量n不為奇數(shù)時(shí)(圖5的時(shí)間t4)，在步驟S6中，A/D轉(zhuǎn)換器93基于從第二檢測(cè)部4b輸出的第二模擬數(shù)據(jù)COS獲取第二數(shù)據(jù)Dcos(第二個(gè)第二數(shù)據(jù)Dcos2)。然后，在步驟S5中，對(duì)變量n加1后(n＝4)，在步驟S7中，判斷變量n是否為N。在步驟S7的判斷中，判斷出變量n不為N時(shí)返回步驟S3。

接下來(lái)，在步驟S3的判斷中，判斷出變量n為奇數(shù)時(shí)(圖5的時(shí)間t5)，在步驟S4中，A/D轉(zhuǎn)換器93基于從第一檢測(cè)部4a輸出的第一模擬數(shù)據(jù)SIN獲取第一數(shù)據(jù)Dsin(第三個(gè)第一數(shù)據(jù)Dsin3)。然后，在步驟S5中，對(duì)變量n加1后(n＝5)，在步驟S7中，判斷變量n是否為N。

(檢測(cè)值決定工序)

在步驟S7的判斷中，判斷出變量n為N時(shí)，在步驟S8中實(shí)施檢測(cè)值決定工序。在該檢測(cè)值決定工序中，圖1所示的第一檢測(cè)值決定部97a基于第一數(shù)據(jù)Dsin(第一數(shù)據(jù)Dsin1、第一數(shù)據(jù)Dsin2、第一數(shù)據(jù)Dsin3)決定當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T的第一檢測(cè)值Esin，圖1所示的第二檢測(cè)值決定部97b基于第二數(shù)據(jù)Dcos(第二數(shù)據(jù)Dcos1、第二數(shù)據(jù)Dcos2)決定第二檢測(cè)值Ecos。例如，第一檢測(cè)值決定部97a將第一數(shù)據(jù)Dsin1、第一數(shù)據(jù)Dsin2以及第一數(shù)據(jù)Dsin3的算數(shù)平均數(shù)定為當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T的第一檢測(cè)值Esin，第二檢測(cè)值決定部97b將第二數(shù)據(jù)Dcos1以及第二數(shù)據(jù)Dcos2的算數(shù)平均數(shù)定為當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T的第二檢測(cè)值Ecos。

(運(yùn)算工序)

接下來(lái)，在步驟S9中，利用第一檢測(cè)值Esin和第二檢測(cè)值Ecos來(lái)求得當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的反正切(θ＝TAN^-1(Esin/Ecos))。其結(jié)果是，圖1所示的位置決定部96基于反正切(θ＝TAN^-1(Esin/Ecos))的運(yùn)算結(jié)果、第一霍爾元件61的檢測(cè)結(jié)果以及第二霍爾元件62的檢測(cè)結(jié)果決定旋轉(zhuǎn)體2在當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T的絕對(duì)角度位置。然后，將變量n設(shè)為0，將獲取數(shù)據(jù)的總次數(shù)N初始化為0，當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T結(jié)束。

之后，根據(jù)第一控制脈沖P1(參照?qǐng)D5)進(jìn)入下一個(gè)數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T，則反復(fù)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。

(本方式的主要效果)

圖6是表示在應(yīng)用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)編碼器1中實(shí)施過(guò)采樣的效果的說(shuō)明圖。

如以上說(shuō)明，在本方式的旋轉(zhuǎn)編碼器1中，由于在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)Dsin的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的次數(shù)之和為三次以上，因而對(duì)第一數(shù)據(jù)Dsin與第二數(shù)據(jù)Dcos的至少一個(gè)進(jìn)行獲取多次數(shù)據(jù)的過(guò)采樣。因此，能夠提高數(shù)據(jù)的可靠性。特別是在本方式中，由于在數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)Dsin的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的次數(shù)之和為五次以上，因而對(duì)第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos雙方進(jìn)行獲取多次數(shù)據(jù)的過(guò)采樣。因此，能夠提高數(shù)據(jù)的可靠性。例如，在磁鐵20停止的狀態(tài)下獲取第一數(shù)據(jù)Dsin和第二數(shù)據(jù)Dcos時(shí)，在不實(shí)施過(guò)采樣時(shí)，如圖6(a)所示數(shù)據(jù)的偏差大，但在獲取第一數(shù)據(jù)Dsin的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的次數(shù)之和為五次以上時(shí)，數(shù)據(jù)的偏差小。

并且，在本方式中，由于獲取第一數(shù)據(jù)Dsin的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的次數(shù)之和為三次以上的奇數(shù)，因此在利用在第奇數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取的第一數(shù)據(jù)Dsin的算數(shù)平均數(shù)決定第一檢測(cè)值Esin，利用在第偶數(shù)次的時(shí)點(diǎn)獲取的第二數(shù)據(jù)的算數(shù)平均數(shù)決定第二檢測(cè)值Ecos時(shí)，第一檢測(cè)值Esin與第二檢測(cè)值Ecos均與數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T的中間的時(shí)間t3對(duì)應(yīng)。因此，即使在采用過(guò)采樣的情況下，也能夠提高第一檢測(cè)值Esin與第二檢測(cè)值Ecos的同時(shí)性。

并且，在本方式中，按照數(shù)據(jù)檢測(cè)期間除以在檢測(cè)期間T內(nèi)獲取第一數(shù)據(jù)Dsin的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的次數(shù)之和所得的時(shí)間設(shè)定多次時(shí)點(diǎn)。因此，能夠使數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)的獲取數(shù)據(jù)次數(shù)變?yōu)樽畲蟆?/p>

(檢測(cè)值的決定方法的改良例)

在上述實(shí)施方式中，雖然在檢測(cè)值決定工序中使用算數(shù)平均數(shù)決定第一檢測(cè)值Esin和第二檢測(cè)值Ecos，但也可以將第一數(shù)據(jù)Dsin相加從而算出第一檢測(cè)值Esin，將第二數(shù)據(jù)Dcos相加從而算出第二檢測(cè)值Ecos。這種情況下，在算出第一檢測(cè)值Esin與算出第二檢測(cè)值Ecos的至少一方中，通過(guò)乘以相對(duì)于數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T的中間在前側(cè)和后側(cè)對(duì)稱的系數(shù)的加權(quán)和計(jì)算，使第一檢測(cè)值Esin的位長(zhǎng)與第二檢測(cè)值Ecos的位長(zhǎng)一致。并且，通過(guò)將在靠近數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間的時(shí)間獲取的數(shù)據(jù)乘以比在離數(shù)據(jù)檢測(cè)期間的中間較遠(yuǎn)的時(shí)間獲取的數(shù)據(jù)大的系數(shù)的加權(quán)和計(jì)算，使第一檢測(cè)值的位長(zhǎng)與第二檢測(cè)值的位長(zhǎng)一致。

通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，即使不用除法，也能夠決定第一檢測(cè)值Esin和第二檢測(cè)值Ecos。因此，由于能夠減輕數(shù)據(jù)處理的負(fù)荷，從而能夠?qū)崿F(xiàn)處理的高速化。并且，由于通過(guò)進(jìn)行加權(quán)和計(jì)算，使第一檢測(cè)值Esin的位長(zhǎng)與第二檢測(cè)值Ecos的位長(zhǎng)一致，因此能夠容易地進(jìn)行利用第一檢測(cè)值Esin和第二檢測(cè)值Ecos的運(yùn)算等。

那時(shí)，系數(shù)使用2的冪。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，由于進(jìn)行移位即可，因此不必進(jìn)行乘法運(yùn)算。因此，由于能夠減輕數(shù)據(jù)處理的負(fù)荷，所以能夠?qū)崿F(xiàn)處理的高速化。

例如，在將第一數(shù)據(jù)Dsin相加從而算出第一檢測(cè)值Esin時(shí)，將乘以以下系數(shù)所得的值相加，并將該相加得出的值作為第一檢測(cè)值Esin。

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin1

系數(shù)(2¹)×第一數(shù)據(jù)Dsin2

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin3

與此相對(duì)，在將第二數(shù)據(jù)Dcos相加從而算出第二檢測(cè)值Ecos時(shí)，將乘以以下系數(shù)所得的值相加，并將該相加得出的值作為第二檢測(cè)值Ecos。

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos1

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos2

另外，在將第一數(shù)據(jù)Dsin的獲取次數(shù)與第二數(shù)據(jù)Dcos的獲取次數(shù)之和設(shè)為九次并獲取了合計(jì)五個(gè)第一數(shù)據(jù)Dsin1～Dsin5和合計(jì)四個(gè)第二數(shù)據(jù)Dcos1～Dcos4的情況下，也可以將系數(shù)按以下條件1、2、3進(jìn)行設(shè)定，從而決定第一檢測(cè)值Esin和第二檢測(cè)值Ecos。

條件1

第一檢測(cè)值Esin

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin1

系數(shù)(2¹)×第一數(shù)據(jù)Dsin2

系數(shù)(2¹)×第一數(shù)據(jù)Dsin3

系數(shù)(2¹)×第一數(shù)據(jù)Dsin4

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin5

第二檢測(cè)值Ecos

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos1

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos2

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos3

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos4

條件2

第一檢測(cè)值Esin

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin1

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin2

系數(shù)(2¹)×第一數(shù)據(jù)Dsin3

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin4

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin5

第二檢測(cè)值Ecos

系數(shù)(2°)×第二數(shù)據(jù)Dcos1

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos2

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos3

系數(shù)(2°)×第二數(shù)據(jù)Dcos4

條件3

第一檢測(cè)值Esin

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin1

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin2

系數(shù)(2¹)×第一數(shù)據(jù)Dsin3

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin4

系數(shù)(2°)×第一數(shù)據(jù)Dsin5

第二檢測(cè)值Ecos

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos1

系數(shù)(2°)×第二數(shù)據(jù)Dcos2

系數(shù)(2°)×第二數(shù)據(jù)Dcos3

系數(shù)(2¹)×第二數(shù)據(jù)Dcos4

(其他實(shí)施方式)

也可從圖1所示的外部指令部99等切換時(shí)點(diǎn)控制部95的條件，在當(dāng)前次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)，在多次時(shí)點(diǎn)中的第奇數(shù)次時(shí)點(diǎn)獲取第一數(shù)據(jù)Dsin，在第偶數(shù)次獲取第二數(shù)據(jù)Dcos，在下一次數(shù)據(jù)檢測(cè)期間T內(nèi)，在多次時(shí)點(diǎn)中的第奇數(shù)次時(shí)點(diǎn)獲取第二數(shù)據(jù)Dcos，在第偶數(shù)次獲取第一數(shù)據(jù)Dsin。雖然在第奇數(shù)次獲取數(shù)據(jù)的次數(shù)與在第偶數(shù)次獲取數(shù)據(jù)的次數(shù)相比多了一次，但通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在第奇數(shù)次獲取數(shù)據(jù)與在第偶數(shù)次獲取數(shù)據(jù)交替進(jìn)行，從而能夠使獲取第一數(shù)據(jù)Dsin的次數(shù)與獲取第二數(shù)據(jù)Dcos的次數(shù)相等。

(檢測(cè)裝置的其他例子)

在上述實(shí)施方式中，雖然例示了旋轉(zhuǎn)編碼器1，但在具有兩個(gè)檢測(cè)部的檢測(cè)裝置中，若為交替地獲取數(shù)據(jù)的裝置，則也可以將本發(fā)明應(yīng)用在其他傳感器裝置等。