EP0059244A2

Apparatus for registering a number of revolutions.

Abstract

A rotary encoder generates a constant angle signal Us, which changes periodically with the angle of a rotating shaft with each pass through equidistant angular positions ϕO, ϕ 'O (middle distance φ) repeated. All runs are counted within the measuring period T (number n). The angle signal is a measure of the current angular position (ϕ '1, ϕ '2) related to one of the equidistant angular positions. According to the invention, the continuous angle signal Us at the beginning (t1) and at the end (t2) of the measurement period (angle ϕ1(ti), ϕ2 (t2)) led out of the encoder and the difference is formed from it. If the measurement period T is freely specified and measured, thena measured value proportional to the speed even when the machine is at a standstill.

EP0059244A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 14

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Projected expiry passed 22 October 2001, 24.9 years ago.

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8 claims: 1 independent, 7 dependent

  1. 1
    Vorrichtung zur Drehzahlerfassung einer Drehwelle mit a) einem digitalen Inkremental-Drehgeber (1), - der ein mit dem Drehwinkel der Drehwelle annähernd periodisch, wenigstens abschnittweise stetig sich änderndes Winkelsignal (U ) erzeugt, dessen jeweilige Periodenlänge (φ) gegeben ist durch die Winkelbereiche (ϕ o = ...;ϕ' o ) zwischen annähernd äquidistanten Winkelstellungen, die durch Vorgabe eines Winkelsignal-Referenzwertes (U s = o) bestimmt sind und dessen momentane Amplitude jeweils dem momentanen Drehwinkel (ϕ') - bezogen auf eine diskrete Winkelstellung - entspricht, und - der jeweils einen Zählimpuls abgibt, wenn die momentane Winkelsignal-Amplitude den Referenzwert annimmt, und b) einem die innerhalb eines Meßzeitraumes abgegebenen Zählimpulse zählenden Zählwerk (Zählerstand n) zur Bestimmung der durchlaufenen Winkelbereiche, gekennzeichnet durch einen Drehgeber-Ausgang (30) für das stetige Winkelsignal, einen daran angeschlossenen Speicher (3) und ein nachgeschaltetes Rechenwerk (4), wobei c) zu Beginn (t i ) des Meßzeitraumes mittels eines einleitenden Impulses die dem momentanen Drehwinkel (ϕ(t 1 )) entsprechende Amplitude (U s (ϕ 1 )) ausgelesen und im Speicher (3) bis zum Ende des Meßzeitraumes abgespeichert wird, d) am Ende (t 2 ) des Meßzeitraumes mittels eines End- impulses die dem momentanen Drehwinkel (ϕ(t 2 )) ent- s p rechend e Amplitude (U s (ϕ 2 ) ausgelesen wird, e) die Differenz (U s (ϕ 1 ) - U s (ϕ 2 )) der beiden ausgelesenen Amplituden oder der den Amplituden entsprechenden momentanen Drehwinkel gebildet und f) als Korrekturgröße ( ) entweder die auf die Maximalamplitude (Uo) des Winkelsignals normierte Differenz ( ) zur Zahl (n) der durchlaufenen WinkeIbereiche addiert oder die Differenz (U s (ϕ 1 ) - U s (ϕ 2 ) zum Produkt (n . U o ) aus der Zahl (n) der durchlaufenen Winkelbereiche und einem dem mittleren Winkelabstand der diskreten Winkelstellungen ( φ ) entsprechenden Winkelsignal (U o ) addiert und das Additionsergebnis als Drehzahl-Meßwert ((n + )/T) abgegriffen ist (Fig. 1).
  2. 2
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Drehgeber (1) wenigstens zwei gegeneinander phasenverschobene Signalkurven (A, B) erzeugt und dem Zähler ein Richtungsdiskriminator (16) vorgeschaltet ist, so daß bei einer Umkehr der Drehrichtung die in umgekehrter Richtung durchlaufenen Winkelbereiche mit entgegengesetztem Vorzeichen gezählt werden.
  3. 3
    Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der digitale Drehgeber ungefähr sinus-, dreiecks- oder trapezförmige jeweils gegeneinander phasenversetzte Signalkurven (A, B, A , B ) erzeugt und eine Umschalteinrichtung (5, 5') enthält, die durch Aufschalten von annähernd linearen Abschnitten der Signalkurven auf den Winkelsignal-Ausgang ein annähernd sägezahnförmiges Winkelsignal (U S ) erzeugt.
  4. 4
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Zeitsteuerwerk (7), dem zum Festlegen des Meßzeitraums Start- und Stopimpulse eingebbar sind (Zeitpunkte t a , t e ) und das die den Meßzeitraum einleitenden und beendenden Impulse abgibt ( Zeitpunkte t 1 , t 2 ).
  5. 5
    Vorrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Zeitsteuerwerk (7) bei einem während der Betätigung (Δt u ) der Umschalteinrichtung eingegebenen Start- oder Stopimpuls den einleitenden oder beendenden Impuls bis zum Ende der Umschaltung verzögert (Fig. 4, Fig. 5).
  6. 6
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Zeitsteuerwerk einen von dem einleitenden und dem:beendenden Impuls angesteuerten Zeitgeber zur Bestimmung der Länge (T) des Zeitmeßraumes enthält und daß im Rechenwerk (4) ein Dividierer (37) vorgesehen ist zur Bildung des Quotienten aus dem korrigierten Signal des digitalen Drehgebers und der Länge (T) des Meßzeitraums.
  7. 7
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß während des Meßzeitraumes jeweils beim Betätigen der Umschalteinrichtung (5) die Sägezahnamplituden (U o ) gemessen und zur Bildung eines mittleren Winkelabstandes φ der diskreten Winkelstellungen einem weiteren Speicher (6) zugeführt werden und daß die zu Beginn und Ende des Meßzeitraumes ausgelesenen Amplituden oder deren Differenz in einem weiteren Dividierer (41) durch den mittleren Abstand dividiert werden.
  8. 8
    Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ausgang (37) für die korrigierte Zahl der zurückgelegten Winkelschritte als Meßwert für den zurückgelegten Drehwinkel vorgesehen ist.