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KR101885275B1 - Angle determinating method using encoder signal with noise suppression, adjusting method for output signal of encoder and absolute encoder - Google Patents

Angle determinating method using encoder signal with noise suppression, adjusting method for output signal of encoder and absolute encoder Download PDF

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KR101885275B1
KR101885275B1 KR1020170054629A KR20170054629A KR101885275B1 KR 101885275 B1 KR101885275 B1 KR 101885275B1 KR 1020170054629 A KR1020170054629 A KR 1020170054629A KR 20170054629 A KR20170054629 A KR 20170054629A KR 101885275 B1 KR101885275 B1 KR 101885275B1
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angle
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encoder
magnet
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전재욱
후안 하 뉴엔
박재완
문준영
김태원
이도언
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법은 엔코더는 회전축에 위치한 2극 자석의 회전에 따른 제1 각도 데이터 및 다극 자석의 회전에 따른 제2 각도 데이터를 생성하는 단계, 상기 엔코더는 상기 제1 각도 데이터에 따른 제1 파형 신호를 상기 제2 각도 데이터에 따른 제2 파형 신호와 동일한 주기의 제3 파형 신호로 변환하는 단계, 상기 엔코더는 상기 제2 각도 데이터 및 상기 다극 자석의 회전 주기의 위치를 상기 제2 파형 신호와 상기 제3 파형 신호의 차이를 기준으로 결정한 값을 이용하여 각도 결과값을 연산하는 단계 및 상기 엔코더는 각도 결과값과 절대 각도를 매칭한 테이블을 이용하여 연산한 상기 각도 결과값에 대응하는 절대 각도를 결정하는 단계를 포함한다.A method for determining an angle using a signal from which an encoder removes noise includes the steps of generating first angle data based on rotation of a dipole magnet located on a rotation axis and second angle data based on rotation of a multipole magnet, Converting the first waveform signal according to the first angle data into a third waveform signal having the same period as the second waveform signal according to the second angle data, Calculating a position of a period by using a value determined based on a difference between the second waveform signal and the third waveform signal, and calculating an angle result value by using a table that matches an angle result value with an absolute angle And determining an absolute angle corresponding to the angular result value.

Figure R1020170054629
Figure R1020170054629

Description

노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법, 엔코더의 출력 신호를 보정하는 방법 및 앱솔루트 엔코더{ANGLE DETERMINATING METHOD USING ENCODER SIGNAL WITH NOISE SUPPRESSION, ADJUSTING METHOD FOR OUTPUT SIGNAL OF ENCODER AND ABSOLUTE ENCODER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of determining an angle by using a noise-canceled signal, a method of correcting an output signal of an encoder, and an absolute encoder, and an absolute encoder, an absolute encoder,

이하 설명하는 기술은 앱솔루트 엔코더의 신호를 보정하는 기법과 보정한 신호를 이용하여 각도를 산출하는 기법에 관한 것이다.The technique described below relates to a technique of correcting a signal of an absolute encoder and a technique of calculating an angle using a corrected signal.

엔코더(encoder)는 회전하는 물체의 회전 각속도와 위치를 검출하기 위한 장치이다. 엔코더는 회전을 검출하는 수단에 따라 광학식 엔코더와 자기식 엔코더로 구분할 수 있다. 또한 엔코더는 일정한 기준과의 상대적인 위치를 측정하는 인크리멘탈(incremental) 엔코더와 전원 공급 여부와 관계 없이 절대적인 위치를 측정할 수 있는 앱솔루트(absolute) 엔코더로 구분할 수 있다.An encoder is an apparatus for detecting the rotational angular velocity and position of a rotating object. The encoder can be divided into an optical encoder and a magnetic encoder according to the means for detecting the rotation. In addition, the encoder can be classified into an incremental encoder which measures a relative position with respect to a certain reference and an absolute encoder which can measure an absolute position regardless of power supply.

자기식 엔코더는 회전하는 물체와 함께 회전하는 자성체를 이용하여 회전 각속도와 회전 위치를 검출할 수 있는 출력 신호를 생성한다. 자기식 엔코더의 출력 신호는 회전 자기장의 유도 전압에 기반하는 사인파(sine wave)와 코사인파(cosine wave)의 쌍으로 구성되며, 두 파형의 위상으로부터 회전 위치와 회전 속도를 검출할 수 있다. 그러나, 자기식 엔코더는 출력 신호의 노이즈, 위상 흔들림, DC 오프셋, 진폭 변동, 파형 왜곡 등에 취약하다. 따라서 자기식 엔코더의 출력 신호에서 위상차를 제거하기 위한 기법에 대한 연구가 있었다.The magnetic encoder generates an output signal capable of detecting a rotational angular velocity and a rotational position by using a magnetic body rotating together with a rotating object. The output signal of the magnetic encoder consists of a pair of sine wave and cosine wave based on the induction voltage of the rotating magnetic field and can detect the rotational position and rotational speed from the phase of the two waveforms. However, magnetic encoders are vulnerable to noise, phase fluctuation, DC offset, amplitude fluctuation, waveform distortion, etc. of the output signal. Therefore, there is a study on a technique to remove the phase difference from the output signal of the magnetic encoder.

한국공개특허 제10-2013-0135918호Korean Patent Publication No. 10-2013-0135918 한국등록특허 제10-1468323호Korean Patent No. 10-1468323

종래 기술은 자기식 엔코더에서 사용되는 다극 자석의 제작 과정이나 조립 과정에서 발생할 수 있는 오류에 대해서는 해결책을 제시하지 못하고 있다.The prior art fails to provide a solution to the errors that may occur during the fabrication process or assembly process of the multipole magnets used in the magnetic encoders.

이하 설명하는 기술은 다극 자석을 이용하는 앱솔루트 엔코더에서 다극 자석 자체의 결함이나 조립의 오차에서 발생하는 신호의 위상차를 보상하는 기법을 제공하고자 한다.The technique described below is intended to provide a technique for compensating for the phase difference of a signal occurring in a defect or an assembly error of a multipole magnet itself in an absolute encoder using a multipole magnet.

엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법은 엔코더는 회전축에 위치한 2극 자석의 회전에 따른 제1 각도 데이터 및 다극 자석의 회전에 따른 제2 각도 데이터를 생성하는 단계, 상기 엔코더는 상기 제1 각도 데이터에 따른 제1 파형 신호를 상기 제2 각도 데이터에 따른 제2 파형 신호와 동일한 주기의 제3 파형 신호로 변환하는 단계, 상기 엔코더는 상기 제2 각도 데이터 및 상기 다극 자석의 회전 주기의 위치를 상기 제2 파형 신호와 상기 제3 파형 신호의 차이를 기준으로 결정한 값을 이용하여 각도 결과값을 연산하는 단계 및 상기 엔코더는 각도 결과값과 절대 각도를 매칭한 테이블을 이용하여 연산한 상기 각도 결과값에 대응하는 절대 각도를 결정하는 단계를 포함한다.A method for determining an angle using a signal from which an encoder removes noise includes the steps of generating first angle data based on rotation of a dipole magnet located on a rotation axis and second angle data based on rotation of a multipole magnet, Converting the first waveform signal according to the first angle data into a third waveform signal having the same period as the second waveform signal according to the second angle data, Calculating a position of a period by using a value determined based on a difference between the second waveform signal and the third waveform signal, and calculating an angle result value by using a table that matches an angle result value with an absolute angle And determining an absolute angle corresponding to the angular result value.

앱솔루트 엔코더는 회전축에 위치하는 2극 자석의 회전에 따른 제1 각도 데이터를 출력하는 제1 자기 센서, 상기 상기 회전축에 위치하는 다극 자석의 회전에 따른 제2 각도 데이터를 출력하는 제2 자기 센서, 상기 제1 자기 센서 및 상기 제2 자기 센서의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환기, 각도 결과값과 절대 각도를 매칭한 테이블을 저장하는 저장 장치 및 상기 제1 각도 데이터에 따른 제1 파형 신호를 상기 제2 각도 데이터에 따른 제2 파형 신호와 동일한 주기의 제3 파형 신호로 변환하고, 상기 제2 파형 신호와 상기 제3 파형 신호의 차이를 기준으로 결정한 기준 값과 상기 제2 각도 데이터를 이용하여 각도 결과값을 연산하고, 연산한 상기 각도 결과값과 상기 테이블을 이용하여 절대 각도를 연산하는 신호 처리 회로를 포함한다.The absolute encoder includes a first magnetic sensor for outputting first angle data according to rotation of a dipole magnet located on a rotary shaft, a second magnetic sensor for outputting second angle data according to rotation of the multipole magnet located on the rotary shaft, A converter for converting an output signal of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor into a digital signal, a storage device for storing a table in which an angle result is matched with an absolute angle and a storage device for storing a first waveform signal according to the first angle data And a third waveform signal having the same period as that of the second waveform signal according to the second angle data, and using the reference value determined based on the difference between the second waveform signal and the third waveform signal and the second angle data And a signal processing circuit for calculating an angle result value and calculating an absolute angle using the calculated angle result value and the table.

이하 설명하는 기술은 제조 과정이나 조립 과정에서 불량으로 판단되는 다극 자석을 사용할 수 있는 엔코더를 제공한다.The technology described below provides an encoder capable of using a multipolar magnet that is judged to be defective during a manufacturing process or an assembling process.

도 1은 종래 앱솔루트 엔코더의 구조를 도시한 블록도의 예이다.
도 2는 앱솔루트 엔코더에서 자석과 자기를 감지하는 센서의 배치를 도시한 예이다.
도 3은 2극 자석과 다극 자석의 회전에 따라 센서가 검출하는 신호 파형을 도시한 예이다.
도 4는 앱솔루트 엔코더에서 사용되는 자석의 구조를 도시한 예이다.
도 5는 도 4의 구조를 갖는 자석을 이용하여 검출한 신호 파형의 예이다.
도 6은 앱솔루트 엔코더의 구조를 도시한 다른 예이다.
도 7은 도 2와 같이 구성된 앱솔루트 엔코더에서 2극 자석 및 다극 자석의 회전에 따라 센서에 의해 검출되는 이상적인 신호 파형을 나타낸다.
도 8(a)는 조립 과정에서 2극 자석과 다극 자석이 잘못 조립된 불량 앱솔루트 엔코더를 예시한다. 도 8(b) 및 8(c)는 도 8(a)와 같이 잘못 조립된 불량 앱솔루트 엔코더에 의해 출력된 신호 파형을 나타낸다.
도 9(a)는 다극 자석 양산 과정에서 다극 자석의 크기가 상이하게 생산된 불량 앱솔루트 엔코더를 예시한다. 도 9(b)는 도 9(a)와 같이 잘못 양산된 불량 앱솔루트 엔코더에 의해 출력된 신호 파형을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔루션에 따라 보상된 신호 파형을 예시한다.
도 11(a)는 2개의 2극 자석으로 구성된 앱솔루트 엔코더 구조를 예시한 도면이다. 도 11(b)는 도 11(a)와 같은 구조를 갖는 앱솔루트 엔코더로부터 출력된 이상적인 신호 파형을 예시한 도면이다.
도 12(a)는 2개의 2극 자석을 이용하여 제조된 불량 앱솔루트 엔코더를 예시하며, 도 12(b)는 도 12(a)의 불량 앱솔루트 엔코더로부터 출력된 신호 파형을 예시한 도면이다.
1 is an example of a block diagram showing the structure of a conventional absolute encoder.
2 is an example showing the arrangement of a sensor for sensing magnets and magnetism in an absolute encoder.
3 is an example showing a signal waveform detected by the sensor in accordance with the rotation of the bipolar magnet and the multipolar magnet.
4 is an illustration showing the structure of a magnet used in an absolute encoder.
5 is an example of a signal waveform detected using a magnet having the structure of FIG.
6 shows another example of the structure of the absolute encoder.
Fig. 7 shows an ideal signal waveform detected by the sensor according to the rotation of the dipole magnet and the multipole magnet in the absolute encoder constructed as shown in Fig. 2. Fig.
Fig. 8 (a) illustrates a defective absolute encoder in which a dipole magnet and a multipole magnet are erroneously assembled during assembly. 8 (b) and 8 (c) show signal waveforms output by a poorly assembled absolute encoder as shown in Fig. 8 (a).
9 (a) illustrates a bad absolute encoder in which the magnets of multipole magnets are produced differently in the process of mass production of multipole magnets. Fig. 9 (b) shows a signal waveform output by a defective absolute encoder which is erroneously mass-produced as shown in Fig. 9 (a).
10 illustrates a compensated signal waveform according to a solution according to an embodiment of the present invention.
11 (a) is a diagram illustrating an absolute encoder structure composed of two bipolar magnets. 11 (b) is a diagram illustrating an ideal signal waveform output from an absolute encoder having the structure as shown in FIG. 11 (a).
Fig. 12 (a) illustrates a defective absolute encoder manufactured by using two bipolar magnets, and Fig. 12 (b) is a diagram illustrating signal waveforms output from the defective absolute encoder of Fig. 12 (a).

이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The following description is intended to illustrate and describe specific embodiments in the drawings, since various changes may be made and the embodiments may have various embodiments. However, it should be understood that the following description does not limit the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the following description.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, A, B, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, but may be used to distinguish one component from another . For example, without departing from the scope of the following description, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular " include "should be understood to include a plurality of representations unless the context clearly dictates otherwise, and the terms" comprises & , Parts or combinations thereof, and does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, components, components, or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Before describing the drawings in detail, it is to be clarified that the division of constituent parts in this specification is merely a division by main functions of each constituent part. That is, two or more constituent parts to be described below may be combined into one constituent part, or one constituent part may be divided into two or more functions according to functions that are more subdivided. In addition, each of the constituent units described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main functions of the constituent units themselves, and that some of the main functions, And may be carried out in a dedicated manner.

또, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Also, in performing a method or an operation method, each of the processes constituting the method may take place differently from the stated order unless clearly specified in the context. That is, each process may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in the opposite order.

도 1은 종래 앱솔루트 엔코더(100)의 구조를 도시한 블록도의 예이다. 앱솔루트 엔코더(100)는 제1 자기 센서(110), 제2 자기 센서(120), ADC(130), 각도 데이터 산출부(140) 및 절대 각도 산출부(150)을 포함한다. ADC(130), 각도 데이터 산출부(140) 및 절대 각도 산출부(150)는 하나의 회로로 구성될 수 있다. 도시하지 않았지만 2극 자석과 다극 자석은 회전축에 위치한다.1 is an example of a block diagram showing the structure of a conventional absolute encoder 100. As shown in FIG. The absolute encoder 100 includes a first magnetic sensor 110, a second magnetic sensor 120, an ADC 130, an angle data calculation unit 140 and an absolute angle calculation unit 150. The ADC 130, the angle data calculation unit 140, and the absolute angle calculation unit 150 may be constituted by one circuit. Although not shown, the bipolar magnet and the multipolar magnet are located on the rotary shaft.

제1 자기 센서(110)는 2극 자석의 회전에 따른 신호(A1, B1)를 출력하고, 제2 자기 센서(120)는 다극 자석의 회전에 따른 신호(A2, B2)를 출력한다. ADC(130)는 아날로그 파형 신호를 디지털 신호로 변환한다. 90°위상을 갖는 A신호 및 B상 신호를 각각 소정의 주기로 샘플링하여, ADC(130)가 디지털 신호를 생성한다. The first magnetic sensor 110 outputs signals A1 and B1 corresponding to the rotation of the dipole magnet and the second magnetic sensor 120 outputs signals A2 and B2 corresponding to the rotation of the multipole magnet. The ADC 130 converts the analog waveform signal into a digital signal. The ADC 130 samples the A-signal and the B-phase signal having the 90-degree phase at predetermined periods, respectively, and the ADC 130 generates the digital signal.

각도 데이터 산출부(140)는 각 자석의 회전으로 전달되는 신호를 역삼각함수(arctan) 처리를 통해 특정 각도를 연산한다. 각도 데이터 산출부(140)는 제1 자기 센서(110)가 생성한 신호에서 제1 각도(θ1)를 연산하고, 제2 자기 센서(120)가 생성한 신호에서 제2 각도(θ2)를 연산한다. 절대 각도 산출부(150)는 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ1)로부터 회전축의 절대적인 회전 각도를 산출해서 절대 각도 데이터(θ)를 산출한다. 절대 각도 산출부(150)는 절대 각도 산출을 위한 테이블을 이용한다.The angle data calculation unit 140 calculates a specific angle through an inverse tangent function (arctan) process on the signal transmitted by the rotation of each magnet. The angle data calculation unit 140 calculates a first angle? 1 in the signal generated by the first magnetic sensor 110 and calculates a second angle? 2 in the signal generated by the second magnetic sensor 120, . The absolute angle calculating unit 150 calculates the absolute angle of rotation of the rotary shaft from the first angle? 1 and the second angle? 1 to calculate absolute angle data?. The absolute angle calculating unit 150 uses a table for absolute angle calculation.

도 2는 앱솔루트 엔코더에서 자석과 자기를 감지하는 센서의 배치를 도시한 예이다. 도 2는 앱솔루트 엔코더에서 자석의 회전을 감지하는 센서의 배치를 도시한 예이다. 도 2는 중심에 위치하는 2극 자석(사선으로 표시함)과 2극 자석의 외곽에 위치하는 다극 자석을 도시하였다. 2극 자석과 다극 자석의 중심은 회전축에 해당한다. 도 2에서 다극 자석은 4극 자석으로 도시하였다. 물론 다극 자석은 보다 많은 극수를 갖는 자석이 사용될 수 있다. 극수가 많은 다극 자석을 사용할수록 분해능이 높아진다. 다만 설명의 편의를 위해 이하 4극 자석을 전제로 설명한다.2 is an example showing the arrangement of a sensor for sensing magnets and magnetism in an absolute encoder. 2 is an example showing the arrangement of a sensor for detecting the rotation of a magnet in an absolute encoder. Fig. 2 shows a bipolar magnet (indicated by an oblique line) located at the center and a multipolar magnet located at the outer periphery of the bipolar magnet. The center of the bipolar magnet and the multipolar magnet corresponds to the rotation axis. In Fig. 2, the multipole magnet is shown as a quadrupole magnet. Of course, a multipolar magnet can use a magnet having a larger number of poles. The higher the number of poles, the better the resolution. However, for convenience of explanation, the following four pole magnet will be explained on the assumption.

2극 자석의 자기를 감지하는 제1 자기 센서(210)는 2극 주석의 중심에 위치한다. 다극 자석의 자기를 감지하는 제2 자기 센서(220a 및 220b)는 다극 자석의 바깥쪽에 위치한다. 제2 자기 센서는 2개를 사용할 수 있다. 한편 제1 자기 센서(210)와 제2 자기 센서(220a 및 220b)는 동일한 선상에 위치한다.The first magnetic sensor 210 for sensing the magnetism of the dipole magnet is located at the center of the dipole annulus. The second magnetic sensors 220a and 220b for sensing the magnetism of the multipole magnet are located outside the multipole magnet. Two second magnetic sensors can be used. On the other hand, the first magnetic sensor 210 and the second magnetic sensors 220a and 220b are located on the same line.

도 3은 2극 자석과 다극 자석의 회전에 따라 센서가 검출하는 신호 파형을 도시한 예이다. 도 2와 같이 자기 센서가 배치되면 각 센서에서 검출하는 신호는 도 3과 같은 파형을 갖는다. 도 3에서 가로축은 시간에 해당하고, 세로축은 회전 정도를 의미한다. 도 3에서 점선은 2극 자석의 회전에 따른 파형을 나타내고, 실선은 동일한 회전에서 다극 자석(4극 자석)의 회전에 따른 파형을 나타낸다. 3 is an example showing a signal waveform detected by the sensor in accordance with the rotation of the bipolar magnet and the multipolar magnet. When the magnetic sensors are arranged as shown in FIG. 2, the signals detected by the respective sensors have waveforms as shown in FIG. In Fig. 3, the horizontal axis corresponds to the time, and the vertical axis denotes the degree of rotation. In Fig. 3, a dotted line indicates a waveform corresponding to the rotation of the dipole magnet, and a solid line indicates a waveform corresponding to the rotation of the multipole magnet (quadrupole magnet) in the same rotation.

도 4는 앱솔루트 엔코더에서 사용되는 자석의 구조를 도시한 예이다. 도 4는 자석의 생산 과정이나 조립 과정에서 발생할 수 있는 불량한 자석의 구조를 도시한 예이다. 도 4(a)는 앱솔루트 엔코더에서 사용되는 자석을 생산하는 과정에서 발생한 불량의 예이다. 도 4(a)는 다극 자석의 크기가 상이한 예이다. 도 4(b)는 조립 과정에서 발생한 불량의 예이다. 도 4(b)는 2극 자석과 다극 자석을 잘못 조립한 예이다. 4 is an illustration showing the structure of a magnet used in an absolute encoder. FIG. 4 is an example of a structure of a bad magnet which may occur during the production process or assembly process of the magnet. 4 (a) is an example of defects generated in the process of producing a magnet used in an absolute encoder. 4 (a) shows an example in which the magnets of the multipolar magnets are different. Fig. 4 (b) is an example of defects generated during the assembly process. Fig. 4 (b) shows an example in which the bipolar magnet and the multipolar magnet are improperly assembled.

도 5는 도 4의 구조를 갖는 자석을 이용하여 검출한 신호 파형의 예이다. 정상적인 자석인 경우 2극 자석의 1회전과 다극 자석의 다회전이 일정한 주기로 일치해야 한다. 그러나 도 4와 같은 자석을 사용하는 경우 제1 자기 센서(110) 및 제2 자기 센서(120)이 출력하는 신호가 도 5와 같이 일치하지 않을 수 있다. 5 is an example of a signal waveform detected using a magnet having the structure of FIG. In the case of a normal magnet, one rotation of the bipolar magnet and multiple rotations of the multipolar magnet should coincide with each other at regular intervals. However, when a magnet as shown in FIG. 4 is used, the signals output by the first magnetic sensor 110 and the second magnetic sensor 120 may not coincide with each other as shown in FIG.

이하 설명하는 기술은 도 4와 같은 불량 자석을 사용할 수도 있는 앱솔루트 엔코더를 전제로 한다. 이하 설명하는 기술은 도 4와 같은 불량이 발생하여도 정확한 회전 각도를 측정하게 한다.The technique described below is based on an absolute encoder that may use a defective magnet as shown in Fig. The technique described below allows an accurate rotation angle to be measured even if a defect as shown in FIG. 4 occurs.

도 6은 앱솔루트 엔코더(200)의 구조를 도시한 다른 예이다. 앱솔루트 엔코더(200)는 제1 자기 센서(210), 제2 자기 센서(220), ADC(230), 신호 생성 회로(240), 신호 처리 회로(250) 및 저장 장치(260)을 포함한다. 신호 생성 회로(240), 신호 처리 회로(250) 및 저장 장치(260)는 하나의 회로로 구성될 수 있다. 또한, 상술한 구성 요소들 중 적어도 하나는 엔코더(200)에 필수적으로 포함되지 않을 수 있다. 예를 들어, 저장 장치(260)는 선택적으로 엔코더(200)에 포함될 수 있다. 도시하지 않았지만 2극 자석과 다극 자석은 회전축에 위치한다.FIG. 6 is another example showing the structure of the absolute encoder 200. FIG. The absolute encoder 200 includes a first magnetic sensor 210, a second magnetic sensor 220, an ADC 230, a signal generating circuit 240, a signal processing circuit 250 and a storage device 260. The signal generation circuit 240, the signal processing circuit 250, and the storage device 260 may be constituted by one circuit. In addition, at least one of the above-described components may not necessarily be included in the encoder 200. For example, the storage device 260 may optionally be included in the encoder 200. Although not shown, the bipolar magnet and the multipolar magnet are located on the rotary shaft.

제1 자기 센서(210)는 2극 자석의 회전에 따른 신호(sin파, cos파)를 출력하고, 제2 자기 센서(220)는 다극 자석의 회전에 따른 신호(sin파, cos파)를 출력한다. 제1 자기 센서(210)가 출력하는 신호를 제1 각도 데이터라고 명명하고, 제2 자기 센서(220)가 출력하는 신호를 제2 각도 데이터라고 명명한다. The first magnetic sensor 210 outputs a signal (sin wave, cos wave) in accordance with the rotation of the dipole magnet, and the second magnetic sensor 220 outputs a signal (sin wave, cos wave) Output. A signal output from the first magnetic sensor 210 is referred to as first angle data and a signal output from the second magnetic sensor 220 is referred to as second angle data.

ADC(130)는 아날로그 파형 신호를 디지털 신호로 변환한다. 90°위상을 갖는 A신호 및 B상 신호를 각각 소정의 주기로 샘플링하여, ADC(130)가 디지털 신호를 생성한다. The ADC 130 converts the analog waveform signal into a digital signal. The ADC 130 samples the A-signal and the B-phase signal having the 90-degree phase at predetermined periods, respectively, and the ADC 130 generates the digital signal.

한편 도 6에는 도시하지 않았지만 앱솔루트 엔코더(200)는 ADC(130)에서 출력되는 신호 자체의 노이즈를 제거하기 위한 필터(PLL 등)를 포함할 수도 있다.Although not shown in FIG. 6, the absolute encoder 200 may include a filter (PLL or the like) for removing noise from the signal itself output from the ADC 130.

신호 생성 회로(240)는 각 센서(210 및 220)에서 전달되는 신호를 삼각파형의 신호로 변환한다. 신호 생성 회로(240)가 생성하는 신호는 한국등록특허 제10-1468323호에서 PLL을 이용하여 생성한 신호일 수 있다. 신호 생성 회로(240)가 출력하는 삼각파는 도 3에 도시한 파형의 신호와 같다. 신호 생성 회로(240)가 출력하는 신호 중 제1 각도 데이터에 따른 회전을 나타내는 신호를 제1 파형 신호라고 명명하고, 제2 각도 데이터에 따른 회전을 나타내는 신호를 제2 파형 신호라고 명명한다. The signal generation circuit 240 converts signals transmitted from the sensors 210 and 220 into signals of a triangular waveform. The signal generated by the signal generation circuit 240 may be a signal generated using the PLL in Korean Patent No. 10-1468323. The triangular wave output from the signal generation circuit 240 is the same as the waveform of the signal shown in Fig. The signal indicating the rotation in accordance with the first angle data among the signals output by the signal generation circuit 240 is called the first waveform signal and the signal indicating the rotation in accordance with the second angle data is called the second waveform signal.

신호 처리 회로(250)는 제1 자기 센서(210)의 신호로부터 생성한 삼각파(2극 자기 삼각파) 및 제2 자기 센서(220)의 신호로부터 생성한 삼각파(다극 자기 삼각파)를 일정하게 처리하는 구성이다. 신호 처리 회로(250)가 도 5와 같이 2극 자석 및 다극 자석의 파형이 일치하는 않는 경우 위상차를 보정한다.The signal processing circuit 250 processes the triangular wave (bipolar magnetic triangular wave) generated from the signal of the first magnetic sensor 210 and the triangular wave (the multipolar magnetic triangular wave) generated from the signal of the second magnetic sensor 220 constantly . When the signal processing circuit 250 does not match the waveforms of the dipole magnet and the multipole magnet as shown in Fig. 5, the phase difference is corrected.

신호 처리 회로(250)는 먼저 다극 자석이 측정하고 있는 자석의 회전 주기의 위치(m)를 확인하다. 다극 자석 경우 회전축이 1회전하면 동일한 정현파가 복수개 생성된다. 도 3을 살펴보면 4극 자석에서 4개의 파형이 발생한다. 회전 주기의 위치는 4개의 파형 중 현재 측정된 신호의 위치가 어디인지를 의미한다. 예컨대, 4개의 파형을 순서대로 1번, 2번, 3번 및 4번이라고하면, 신호 처리 회로(250)는 m이 몇 번인지를 결정한다. m은 아래의 수학식 1과 같이 연산될 수 있다. 수학식 1의 연산 결과가 소수점을 포함하면 소수점 이하 자리는 무시할 수 있다.The signal processing circuit 250 first confirms the position (m) of the rotation period of the magnet measured by the multipolar magnet. In the case of a multi-pole magnet, a single rotation of the rotating shaft produces a plurality of identical sine waves. Referring to FIG. 3, four waveforms are generated in a quadrupole magnet. The position of the rotation cycle means the position of the currently measured signal among the four waveforms. For example, if the four waveforms are 1, 2, 3 and 4 in order, the signal processing circuit 250 determines how many times m is. m can be calculated as shown in Equation (1) below. If the operation result of Equation 1 includes a decimal point, the decimal place can be ignored.

[수학식 1][Equation 1]

m = (2극 감지 센서 신호 값) * (다극 자석 극 수) / (2 * π)m = (2 pole sensor signal value) * (multipole magnet pole number) / (2 * pi)

신호 처리 회로(250)는 m의 값을 구한 후, 신호 처리 회로(250)는 제1 파형 신호를 제2 파형 신호와 동일한 주기의 신호로 변환한다. 이때 생성한 신호를 제3 파형 신호라고 명명한다. 즉, 2극 자석의 회전에 따른 신호를 다극 자석의 회전에 따른 신호와 동일한 주기의 신호로 변환하는 것이다. 제3 파형 신호(transin)는 아래의 수학식 2를 사용하여 생성할 수 있다.After the signal processing circuit 250 obtains the value of m, the signal processing circuit 250 converts the first waveform signal into a signal having the same period as the second waveform signal. The generated signal is referred to as a third waveform signal. That is, the signal corresponding to the rotation of the dipole magnet is converted into the signal having the same period as the signal according to the rotation of the multipole magnet. The third waveform signal transin can be generated using Equation (2) below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

transin = (2극 감지 센서 신호 값) * (다극 자석 극 수) - 2 * π * mtransin = (2 pole sensor signal value) * (multipole magnetic pole number) - 2 * π * m

신호 처리 회로(250)는 동일한 주기를 갖게된 제2 파형 신호와 제3 파형 신호의 차이를 연산한다. 신호 처리 회로(250)는 아래의 수학식 3과 같이 두 개의 신호의 차이(error)를 연산할 수 있다. 신호 처리 회로(250)는 다극 감지 센서 신호 값에 제3 파형 신호(transin) 값을 감산하여 두 개의 신호 차이를 연산할 수 있다.The signal processing circuit 250 calculates the difference between the second waveform signal and the third waveform signal that have the same period. The signal processing circuit 250 can calculate a difference between two signals as shown in Equation 3 below. The signal processing circuit 250 may calculate two signal differences by subtracting the third waveform signal (transin) value from the multipolar sensing signal value.

[수학식 3]&Quot; (3) "

error = (다극 감지 센서 신호 값) - transin error = (Multipole sensor signal value) - transin

신호 처리 회로(250)는 제2 파형 신호와 제3 파형 신호의 차이를 기준으로 새로운 기준 값을 결정한다. 신호 처리 회로(250)는 아래의 수학식 4를 이용하여 기준값(n)을 연산할 수 있다.The signal processing circuit 250 determines a new reference value based on the difference between the second waveform signal and the third waveform signal. The signal processing circuit 250 can calculate the reference value n using the following equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

n = m+ 1 (if error=0) or n = m (if error<0)n = m + 1 (if error = 0) or n = m (if error <0)

신호 처리 회로(250)는 차이(error) 값이 0보다 크거나 같다면 m에 1 값을 더해주어 n 값을 구하고, 0보다 작다면 m 값을 그대로 유지하여 n 값을 구한다. 이 과정은 두 개의 신호에 발생한 위상차이를 보정하기 위한 기준값을 결정하는 과정이다.If the error value is greater than or equal to 0, the signal processing circuit 250 obtains the value n by adding 1 to m to obtain the value of n. This process determines the reference value for correcting the phase difference occurring in the two signals.

신호 처리 회로(250)는 아래의 수학식 5와 같이 결정한 기준값(n)과 다극 감시 센서의 신호 값을 합산하여 각도 결과값(angle result)을 연산한다.The signal processing circuit 250 calculates the angle result by summing the signal value of the multipolarity monitoring sensor and the reference value n determined according to Equation (5) below.

[수학식 5]&Quot; (5) &quot;

Angleresult = (다극 감지 센서 신호 값) + 2 * π * n Angleresult = (multipath sensing signal value) + 2 * π * n

신호 처리 회로(250)는 산출된 각도 결과값을 기준으로 저장 장치(260)에 저장된 테이블에서 매칭되는 절대 각도를 찾는다. 테이블은 사전에 마련되는 것으로 각도 결과값과 이에 대응하는 절대 각도를 저장한다. 이를 통해 엔코더(200)는 최종적으로 절대 각도를 결정할 수 있다.The signal processing circuit 250 finds an absolute angle that matches in the table stored in the storage device 260 based on the calculated angle result value. The table is prepared in advance and stores the angle result value and the corresponding absolute angle. This allows the encoder 200 to finally determine the absolute angle.

한편 도 6의 엔코더(200)와 같이 각도 결과값을 이용하지 않고, 절대 각도를 측정할 수도 있다. 이 경우, 본 도면의 저장 장치(260)는 엔코더(200)에 필수적으로 포함되지 않을 수 있다. 예컨대, 신호 처리 회로(250)는 수학식 3에서 연산한 차이(error) 값을 아래의 수학식 6을 사용하여 제1 파형 신호의 주기에 맞는 값(errotrans)으로 변환할 수 있다.On the other hand, the absolute angle can be measured without using the angular result value like the encoder 200 of FIG. In this case, the storage device 260 of this figure may not necessarily be included in the encoder 200. For example, the signal processing circuit 250 may convert the error value calculated in Equation (3) into a value errotrans corresponding to the period of the first waveform signal using Equation (6) below.

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

errortrans = error/(다극 자석 극 수) + m * 2 * π/(다극 자석 극 수)errortrans = error / (multipole magnet pole number) + m * 2 * pi / (multipole magnet pole number)

신호 처리 회로(250)는 2극 자석의 신호인 제1 파형 신호를 아래의 수학식 7을 사용하여 보정할 수 있다. 아래 수학식 7은 위상차가 보정된 신호(Fixsin)을 나타낸다.The signal processing circuit 250 can correct the first waveform signal, which is the signal of the dipole magnet, using Equation (7) below. Equation (7) represents a signal (Fixsin) in which the phase difference is corrected.

[수학식 7]&Quot; (7) &quot;

Fixsin = (2극 감지 센서 신호 값) + errortransFixsin = (2-pole sensor signal value) + errortrans

결국 엔코더는 수학식 6 및 수학식 7을 이용하여 도 3과 같은 불량 자석을 사용한 경우에도 위상차가 없는 파형을 생성할 수 있다. 도 1을 기준으로 설명하면 각도 데이터 산출부가 생성한 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ1)에 대한 위상차 보정을 수행한 것이다. 이제 도 1의 절대 각도 산출부(150)와 같은 구성을 이용하여 절대 각도를 산출할 수도 있다.As a result, the encoder can generate a waveform having no phase difference even when the defective magnet as shown in FIG. 3 is used by using Equations (6) and (7). Referring to Figure 1 with reference to performing a phase correction to the first angle (θ 1) and second angle (θ 1) generated by adding the angle data calculated. The absolute angle calculating unit 150 shown in FIG. 1 may be used to calculate the absolute angle.

또는, 엔코더는 수학식 4에 따라 획득한 n 값을 새로운 m 값으로 간주하여 수학식 2 내지 4에 재대입함으로써 n 값을 새롭게 구할 수 있다. 즉, 엔코더는 수학식 2 내지 4의 연산을 무한 루프로 돌려 에러값이 특정 값 이하로 떨어질때까지 m 값을 계속하여 보정/보상할 수 있다. Alternatively, the encoder can newly obtain the value of n by re-assigning the value obtained according to Equation (4) to Equations (2) to (4) by considering the value of n as a new value of m. That is, the encoder can turn the operations of Equations 2 to 4 into an infinite loop and continue to compensate / compensate the m value until the error value falls below a certain value.

도 7은 도 2와 같이 구성된 앱솔루트 엔코더에서 2극 자석 및 다극 자석의 회전에 따라 센서에 의해 검출되는 이상적인 신호 파형을 나타낸다. 도 7에서 가로축은 시간, 세로축은 회전 정도를 나타낸다. 또한, 도 7에서 점선은 2극 자석의 회전에 따라 검출된 신호 파형(즉, 2극 자기 삼각파)을 나타내고, 실선은 동일한 회전에서 다극 자석의 회전에 따른 신호 파형(즉, 다극 자기 삼각파)을 나타낸다. 다극 자석의 회전수는 2극 감지 센서 출력 신호 값에 영향을 받으며, 이는 수학식 1과 같이 표현될 수 있음은 앞서 상술한 바와 같다. Fig. 7 shows an ideal signal waveform detected by the sensor according to the rotation of the dipole magnet and the multipole magnet in the absolute encoder constructed as shown in Fig. 2. Fig. In Fig. 7, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the degree of rotation. 7, the dotted line represents a signal waveform (i.e., bipolar magnetic triangular wave) detected according to the rotation of the dipole magnet, and the solid line represents a signal waveform (i.e., a multipolar magnetic triangular wave) . The number of revolutions of the multipolar magnet is influenced by the value of the output signal of the dipole sensor, which can be expressed as Equation (1) as described above.

도 7을 참조하면, 이상적인 신호 파형의 경우, 2극 자석의 1회전과 다극 자석의 다회전이 일정한 주기로 일치한다. 그러나, 이러한 이상적인 신호는 실제 양산 시 조립 공차나 자석의 서로 다른 크기로 인해 도 8 및 도 9과 같이 거의 출력되지 않는다.Referring to Fig. 7, in the case of an ideal signal waveform, one rotation of the bipolar magnet coincides with a plurality of revolutions of the multipolar magnet at regular intervals. However, such an ideal signal is hardly outputted as shown in Figs. 8 and 9 due to the assembly tolerances and the different magnitudes of the magnets in actual mass production.

도 8(a)는 조립 과정에서 2극 자석과 다극 자석이 잘못 조립된 불량 앱솔루트 엔코더를 예시한다. 도 8(b) 및 8(c)는 불량 앱솔루트 엔코더에 의해 출력된 신호 파형을 나타낸다. 특히, 도 8(b)는 2극 자석 신호가 다극 자석 신호보다 앞서는 경우를 나타내며, 도 8(c)는 2극 자석 신호가 다극 자석 신호보다 늦어지는 경우를 나타낸다. Fig. 8 (a) illustrates a defective absolute encoder in which a dipole magnet and a multipole magnet are erroneously assembled during assembly. 8 (b) and 8 (c) show signal waveforms output by the defective absolute encoder. Particularly, Fig. 8 (b) shows the case where the dipole magnet signal precedes the multipole magnet signal, and Fig. 8 (c) shows the case where the dipole magnet signal is later than the multipole magnet signal.

본 명세서에서 2극 자석 신호(제1 각도 데이터, 2극 자기 삼각파 또는 2극 감지 센서 신호 값)'는, 2극 자석의 회전에 따라 2극 자석에 구비된 센서인 2극 감지 센서(또는 제1 자기 센서)에 의해 검출된 신호로부터 도출/생성된 삼각파/파형/각도 값을 나타내며, '다극 자석 신호(제2 각도 데이터, 다극 자기 삼각파 또는 다극 감지 센서 신호 값)'는, 다극 자석에 구비된 센서인 다극 감지 센서(또는 제2 자기 센서)에 의해 검출된 신호로부터 도출/생성된 삼각파/파형/각도 값을 나타낸다. In the present specification, a bipolar magnet signal (first angle data, bipolar magnetic triangular wave, or bipolar sensing sensor signal value) 'refers to a bipolar magnet signal Waveform / angle / angle value derived / generated from the signal detected by the first magnetic sensor), and the 'multi-pole magnet signal (second angle data, multi-pole magnetic triangle wave or multi-pole sensor signal value) Wave / waveform / angle value derived / generated from the signal detected by the multipolar sensor (or second magnetic sensor) which is a sensor that is a sensor.

도 8(b) 및 8(c)를 참조하면, 도 7의 이상적인 신호와 같이 2극 자석의 1회전과 다극 자석의 다회전이 일정한 주기로 일치하지 않음을 확인할 수 있다. Referring to FIGS. 8 (b) and 8 (c), it can be seen that one rotation of the dipole magnet and multiple rotation of the multipole magnet do not coincide with each other in a constant cycle like the ideal signal of FIG.

도 9(a)는 다극 자석 양산 과정에서 다극 자석의 크기가 상이하게 생산된 불량 앱솔루트 엔코더를 예시한다. 도 9(b)는 불량 앱솔루트 엔코더에 의해 출력된 신호 파형을 나타낸다.9 (a) illustrates a bad absolute encoder in which the magnets of multipole magnets are produced differently in the process of mass production of multipole magnets. 9 (b) shows the signal waveform output by the defective absolute encoder.

도 9(b)를 참조하면, 도 7의 이상적인 신호와 같이 2극 자석의 1회전과 다극 자석의 다회전이 일정한 주기로 일치하지 않음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9 (b), it is confirmed that one rotation of the bipolar magnet and multiple rotations of the multipolar magnet do not coincide with each other at regular intervals like the ideal signal of FIG.

이하에서는 도 8 및 9와 같이 불량 앱솔루트 엔코더의 출력 신호 파형을 이상적인 파형으로 보상하기 위한 추가적인 솔루션을 제안한다. Hereinafter, as shown in FIGS. 8 and 9, an additional solution for compensating the output signal waveform of the defective absolute encoder to an ideal waveform is proposed.

앞서 도 6과 관련하여 제안했던 솔루션은 도 8(b)와 같이 2극 자석 신호가 다극 자석 신호보다 앞서는 경우에만 보상할 수 있다. 그러나, 이하에서 제안되는 솔루션은 도 8(b)뿐만 아니라, 도 8(c)와 같이 2극 자석 신호가 다극 자석 신호보다 늦어지는 경우까지 모두 보상할 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 솔루션에는 앞서 상술한 도 6의 블록도가 동일하게 적용될 수 있으므로, 도 6을 재참조하여 해당 솔루션에 대해 후술한다. 다만, 이하에서 후술하는 실시예에 따라 도 6의 블록도에서 저장 장치(260)는 선택적으로 포함될 수 있다. The solution proposed above with reference to FIG. 6 can compensate only when the dipole magnet signal precedes the multipole magnet signal as shown in FIG. 8 (b). However, the solution proposed below has an advantage in that it can compensate not only the state shown in Fig. 8 (b) but also the case where the bipolar magnet signal is delayed as compared with the multi-polar magnetic signal as shown in Fig. 8 (c). Such a solution may be equally applied to the block diagram of FIG. 6 described above, so that the solution will be described later with reference to FIG. However, the storage device 260 in the block diagram of FIG. 6 may optionally be included according to embodiments described below.

또한, 자석의 회전 주기의 위치(m)(또는 다극 자석의 회전수, 다만 m 값은 개략적인 회전수를 나타내며, 정확한 회전수를 나타내지는 않음)을 획득하는 단계까지는 본 솔루션에도 동일하게 적용될 수 있으므로, 해당 단계까지의 중복되는 설명은 생략한다. Further, up to the step of acquiring the position (m) of the rotation period of the magnet (or the number of revolutions of the multipolar magnet, where m represents the approximate number of revolutions and does not indicate the correct number of revolutions) Therefore, redundant description to the step is omitted.

다시 도 6을 참조하면, 신호 처리 회로(250)는 수학식 1에 따라 m의 값을 구한 후, m 값을 이용하여 특정 시점에서의 다극 자석 신호 값을 이하의 수학식 8에 따라 제4 파형 신호(transin)로 변환할 수 있다. Referring again to FIG. 6, the signal processing circuit 250 obtains the value of m according to Equation (1), and then uses the value m to multiply the multipole magnet signal value at a specific time point by the following equation (8) Can be converted into a signal (transin).

[수학식 8]&Quot; (8) &quot;

Figure 112017041637430-pat00001
Figure 112017041637430-pat00001

수학식 8에 따라 제4 파형 신호를 계산하면 후술할 도 10에서 얇은 점선 파형이 굵은 점선 파형(제4 파형 신호)으로 보정되는 효과를 가져온다. 이렇게 보정된 신호 값을 2극 자석 신호 값과 비교하여 에러가 있는지(즉, m 값의 오류 여부)를 알 수 있는 척도가 된다. 즉, 이러한 제4 파형 신호 값을 구하는 이유는 m 값이 정확한지 아닌지에 대해서 판단하기 위함이다. When the fourth waveform signal is calculated according to Equation (8), a thin dotted line waveform in FIG. 10 to be described later is corrected to a thick dotted line waveform (fourth waveform signal). By comparing the corrected signal value with the dipole magnet signal value, it becomes a measure of whether there is an error (that is, whether or not the m value is erroneous). That is, the reason why the fourth waveform signal value is obtained is to judge whether the m value is correct or not.

신호 처리 회로(250)는 제4 파형 신호와 특정 시점에서의 2극 자석 신호 값과의 차이를 수학식 9와 같이 연산하여 에러 값(error)을 산출할 수 있다. 이러한 에러 값은 실시예별로 m 값을 보정/조절하기 위해 사용된다. The signal processing circuit 250 can calculate the error value by calculating the difference between the fourth waveform signal and the bipolar magnet signal value at a specific point in accordance with Equation (9). This error value is used to calibrate / adjust the m value for each embodiment.

[수학식 9]&Quot; (9) &quot;

Figure 112017041637430-pat00002
Figure 112017041637430-pat00002

만일, 수학식 9에 의해 산출된 에러 값이 2극 자석 신호 값을 (2*다극 자석 극수)로 나눈 값보다 큰 경우, 신호 처리 회로(250)는 수학식 10에 기초하여 m 값을 보정/조절할 수 있다. 여기서, 2극 자석 신호 값을 (2*다극 자석 극수)로 나눈 값은 최대 에러 값을 의미하며, 수학식 9에 의해 산출된 에러 값이 최대 에러 값보다 큰 경우는 도 8(b) 및 도 9(b)와 같이 2극 자석 신호가 다극 자석 신호보다 앞서는 오류가 발생한 경우를 의미할 수 있다. If the error value calculated by equation (9) is larger than the value obtained by dividing the dipole magnet signal value by (2 * multipole magnet pole number), the signal processing circuit 250 corrects / Can be adjusted. Here, the value obtained by dividing the dipole magnet signal value by (2 * multipole magnet pole number) means the maximum error value, and when the error value calculated by the equation (9) is larger than the maximum error value, 9 (b), it can be said that an error occurs in which the dipole magnet signal is ahead of the multipole magnet signal.

[수학식 10]&Quot; (10) &quot;

Figure 112017041637430-pat00003
Figure 112017041637430-pat00003

수학식 10에서 만일, 보정/조정할 m 값이 '0'임에 따라 보정/조정된 m 값으로 '-1'이 산출되는 경우, 신호 처리 회로(250)는 수학식 11을 추가로 연산하여 이전 사이클 값인 3(다극 자석 극수-1=4-1=3)을 산출할 수 있다. In Equation (10), if '-1' is calculated as the corrected / adjusted m value according to the m value to be corrected / adjusted to '0', the signal processing circuit 250 further calculates Equation (11) The cycle value 3 (multipole magnetic pole number -1 = 4-1 = 3) can be calculated.

[수학식 11]&Quot; (11) &quot;

Figure 112017041637430-pat00004
Figure 112017041637430-pat00004

이렇게 보정/조정된 최종 m 값은 이하에서 후술할 수학식 14에 의해 최종 각도 결과 값을 산출하는 데 사용된다. The thus corrected / adjusted final m value is used to calculate the final angle result value by Equation (14) described below.

만일, 수학식 9에 의해 산출된 에러 값이 음(-)의 2극 자석 신호 값을 (2*다극 자석 극수)로 나눈 값(=

Figure 112017041637430-pat00005
)보다 작은 경우, 신호 처리 회로(250)는 수학식 12에 따라 m 값을 보정/조정할 수 있다. 여기서, 에러 값은 다극 자석 신호와 2극 자석 신호의 오프셋 값을 나타내며, 오프셋 값의 범위는
Figure 112017041637430-pat00006
이상
Figure 112017041637430-pat00007
이하로 결정될 수 있다. 수학식 9에 의해 산출된 에러 값이
Figure 112017041637430-pat00008
보다 작은 경우는 도 8(c)와 같이 2극 자석 신호가 다극 자석 신호보다 늦어지는 오류가 발생한 경우를 의미할 수 있다. If the error value calculated by equation (9) is a value obtained by dividing the dipole magnet signal value of negative (-) by (2 * multipole magnet pole number)
Figure 112017041637430-pat00005
), The signal processing circuit 250 may correct / adjust the m value according to Equation (12). Here, the error value represents the offset value of the multipole magnet signal and the dipole magnet signal, and the range of the offset value is
Figure 112017041637430-pat00006
More than
Figure 112017041637430-pat00007
Or less. The error value calculated by equation (9)
Figure 112017041637430-pat00008
, It may mean that an error occurs in which the dipole magnet signal is delayed as compared with the multipole magnet signal as shown in Fig. 8 (c).

[수학식 12]&Quot; (12) &quot;

Figure 112017041637430-pat00009
Figure 112017041637430-pat00009

수학식 12에서 만일, 보정/조정할 m 값이 '3'임에 따라 보정/조정된 m 값으로 '4'가 산출되는 경우, 신호 처리 회로(250)는 수학식 11을 추가로 연산하여 이전 사이클 값인 0을 산출할 수 있다. In Equation (12), if '4' is calculated as the m value corrected / adjusted according to the m value to be corrected / adjusted to '3', the signal processing circuit 250 further calculates Equation (11) The value 0 can be calculated.

[수학식 13]&Quot; (13) &quot;

Figure 112017041637430-pat00010
Figure 112017041637430-pat00010

신호 처리 회로(250)는 이렇듯 상황별로 서로 다른 수학식을 이용하여 획득한 최종 m 값을 transin 값을 구하기 위한 수학식 8에 m 값으로서 재대입될 수 있다. 즉, 엔코더는 에러값이 특정값 이하로 유지되도록 수학식 8 내지 13 연산을 무한루프로 돌려 m 값을 계속하여 보상/보정할 수 있다.The signal processing circuit 250 can be re-assigned as m value in Equation (8) for obtaining the transin value of the final m value obtained by using different mathematical expressions for each situation. That is, the encoder can continuously compensate / correct the m value by turning the operation of Equations 8 to 13 into an infinite loop such that the error value is kept below a certain value.

또는, 신호 처리 회로(250)는 이렇듯 상황별로 서로 다른 수학식을 이용하여 획득한 최종 m 값을 수학식 14에 대입함으로써 최종 각도 결과 값(angleresult)를 산출/획득할 수 있다. Alternatively, the signal processing circuit 250 may calculate / obtain the final angle result value (angleresult) by substituting the final m value obtained by using different mathematical expressions for each situation in the equation (14).

[수학식 14]&Quot; (14) &quot;

Figure 112017041637430-pat00011
Figure 112017041637430-pat00011

신호 처리 회로(250)는 산출된 각도 결과값을 기준으로 저장 장치(260)에 저장된 테이블에서 매칭되는 절대 각도를 찾는다. 테이블은 사전에 마련되는 것으로 각도 결과값과 이에 대응하는 절대 각도를 저장하며, 엔코더(200)에 구비된 저장 장치(260)에 저장되어 있을 수 있다. 이를 통해 엔코더(200)는 최종적으로 절대 각도를 결정할 수 있다.The signal processing circuit 250 finds an absolute angle that matches in the table stored in the storage device 260 based on the calculated angle result value. The table is provided in advance and stores the angular result value and the corresponding absolute angle and may be stored in the storage device 260 provided in the encoder 200. [ This allows the encoder 200 to finally determine the absolute angle.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔루션에 따라 보상된 신호 파형을 예시한다. 특히, 도 10(a)는 도 8(b)의 신호 파형을 상술한 솔루션에 따라 보상한 신호 파형, 도 10(b)는 도 9(b)의 신호 파형을 상술한 솔루션에 따라 보상한 신호 파형, 도 10(c)는 도 8(c)의 신호 파형을 상술한 솔루션에 따라 보상한 신호 파형을 각각 나타낸다. 도 10에서 굵은 점선은 제4 파형 신호(transin)을 나타내며, 얇은 점선은 2극 자석 신호를 나타낸다. 10 illustrates a compensated signal waveform according to a solution according to an embodiment of the present invention. Particularly, FIG. 10A shows a signal waveform obtained by compensating the signal waveform of FIG. 8B according to the above-described solution, FIG. 10B shows a signal obtained by compensating the signal waveform of FIG. 10 (c) shows a signal waveform obtained by compensating the signal waveform of FIG. 8 (c) according to the above-described solution. In FIG. 10, a thick dotted line represents a fourth waveform signal (transin), and a thin dotted line represents a dipole magnet signal.

도 10을 참조하면, 보정된 다극 자석 신호인 제4 파형 신호가 2극 자석 신호와 일정한 주기로 만나도록 보정되었음(즉, 이상적인 신호 형태로 보정되었음)을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10, it can be confirmed that the fourth waveform signal, which is the corrected multipolar magnet signal, has been corrected to be consistent with the dipole magnet signal at a predetermined cycle (that is, corrected to an ideal signal form).

상기 다극 자석 및 2극 자석간의 회전수 측정 이외에도, 2극 자석 2개만으로 회전수를 측정할 수 있는 시스템이 있는데, 이하에서는 이러한 시스템에서의 엔코더 출력 신호 보정 솔루션을 제안한다. In addition to the measurement of the number of revolutions between the multipole magnet and the dipole magnet, there is a system capable of measuring the number of revolutions with only two dipole magnets. Hereinafter, an encoder output signal correction solution in this system is proposed.

도 11(a)는 2개의 2극 자석으로 구성된 앱솔루트 엔코더 구조를 예시한 도면이다. 도 11(b)는 도 11(a)와 같은 구조를 갖는 앱솔루트 엔코더로부터 출력된 이상적인 신호 파형을 예시한 도면이다. 11 (a) is a diagram illustrating an absolute encoder structure composed of two bipolar magnets. 11 (b) is a diagram illustrating an ideal signal waveform output from an absolute encoder having the structure as shown in FIG. 11 (a).

도 11(a)에 도시된 자석 구조(즉, 2개의 2극 자석으로 구성)를 갖는 앱솔루트 엔코더의 경우, M-기어 축 및 A-기어 축의 기어비(예를 들어, M의 기어잇수=24, A의 기어잇수=30)를 이용하여 회전수를 측정하게 된다. 이러한 앱솔루트 엔코더를 통해 출력되는 이상적인 신호는 도 11(b)와 같다. 이때, 2극 자석의 회전을 센싱하기 위한 센서는 각 2극 자석의 중앙에 배치된다. 예를 들어, M-기어 축의 2극 자석 중앙에 제 1 자기 센서가 배치되며, A-기어 축의 2극 자석 중앙에 제 2 자기 센서가 배치될 수 있다. In the case of an absolute encoder having the magnet structure shown in Fig. 11A (i.e., composed of two bipolar magnets), the gear ratio of the M-gear shaft and the A-gear shaft (for example, The number of gear teeth of A = 30) is used to measure the number of revolutions. The ideal signal output through such an absolute encoder is shown in FIG. 11 (b). At this time, the sensor for sensing the rotation of the bipolar magnet is disposed at the center of each bipolar magnet. For example, a first magnetic sensor may be disposed at the center of the bipolar magnet of the M-gear shaft, and a second magnetic sensor may be disposed at the center of the bipolar magnet of the A-gear shaft.

도 11(b)에서 얇은 실선은 M-기어 축에 구비된 제1 자기 센서에 의해 검출된 '제1 2극 자기 삼각파'이며, 얇은 점선은 A-기어 축에 구비된 제 2 자기 센서에 의해 검출된 '제2 2극 자기 삼각파'를 각각 나타내며, 굵은 실선은 상기 두 개의 2극 자기 삼각파의 차를 나타낸다. 이러한 2극 자기 삼각파의 차가 제1 2극 자기 삼각파와 일정한 주기로 본 도면과 같이 일치하는 신호 파형을 이상적인 신호 파형으로 볼 수 있다. In FIG. 11 (b), the thin solid line is the 'first bipolar magnetic triangle wave' detected by the first magnetic sensor provided on the M-gear shaft, and the thin dotted line is detected by the second magnetic sensor provided on the A- Second bipolar magnetic triangular wave ', and a thick solid line represents the difference between the two bipolar magnetic triangular waves. The signal waveform in which the difference of the bipolar magnetic triangular wave coincides with the first bipolar magnetic triangular wave at a constant cycle as shown in the figure can be regarded as an ideal signal waveform.

그러나, 2개의 2극 자석을 이용하여 제조된 앱솔루트 엔코더 역시 제조 과정에서 불량이 발생할 수 있으며, 그 결과 도 11(b)와 같은 이상적인 파형이 출력되지않을 수 있다.However, an absolute encoder manufactured by using two bipolar magnets may also fail in the manufacturing process, so that an ideal waveform as shown in FIG. 11 (b) may not be output.

도 12(a)는 2개의 2극 자석을 이용하여 제조된 불량 앱솔루트 엔코더를 예시하며, 도 12(b)는 불량 앱솔루트 엔코더로부터 출력된 신호 파형을 예시한 도면이다. Fig. 12 (a) illustrates a defective absolute encoder manufactured using two bipolar magnets, and Fig. 12 (b) illustrates a signal waveform output from a defective absolute encoder.

이렇듯 불량 앱솔루트 엔코더로부터 출력된 신호 파형 역시 2극 자석 및 다극 자석 간 위상 오차 방법과 유사하게 보상이 가능하다. 이하에서는, 기어비 및 2극 자석을 이용한 위상 오차 신호 또한 보상 솔루션을 제안한다. Thus, the signal waveform output from the defective absolute encoder can be compensated similarly to the phase error method between the dipole magnet and the multipole magnet. Hereinafter, a gear ratio and a phase error signal using a dipole magnet also propose a compensation solution.

본 솔루션에도 앞서 상술한 도 6의 블록도가 동일/유사하게 적용될 수 있으므로, 도 6을 재참조하여 본 솔루션에 대해 후술한다. 다만, 도 6에서 제1 자기 센서는 M-기어 축에 배치된 센서, 제2 감지 센서는 A-기어 축에 배치된 센서에 각각 해당할 수 있으며, 신호 생성 회로(240)는 상기 제1 및 제2 감지 센서로부터 검출된 신호들에 기초하여 생성된 2개의 2극 자기 삼각파를 신호 처리 회로(250)로 출력하게 된다. Since the block diagram of FIG. 6 described above also applies to this solution, the solution will be described below with reference to FIG. 6, the first magnetic sensor may correspond to the sensor disposed on the M-gear shaft, the second sensor may correspond to the sensor disposed on the A-gear shaft, and the signal generating circuit 240 may correspond to the first and second sensors, And outputs two bipolar magnetic triangular waves generated based on the signals detected from the second sensing sensor to the signal processing circuit 250.

만일, 앱솔루트 엔코더에 구비된 M-기어 축의 기어 잇수가 24이며, A-기어 축의 기어 잇수가 30이라고 한다면, M-기어 축과 A-기어 축의 기어 회전비는 4:5일 수 있다. 이때, M-기어 축의 각도(또는 제1 각도 데이터)를

Figure 112017041637430-pat00012
, A-기어 축의 각도(또는 제2 각도 데이터)를
Figure 112017041637430-pat00013
라고 한다면, 위상 오차를 보상하는 데 사용되는 중간값
Figure 112017041637430-pat00014
은 신호 처리 회로(250)에 의해 수학식 15에 따라 산출될 수 있다. If the number of teeth of the M-gear shaft included in the absolute encoder is 24 and the number of teeth of the A-gear shaft is 30, the gear rotation ratio between the M-gear shaft and the A-gear shaft may be 4: 5. At this time, the angle of the M-gear shaft (or the first angle data)
Figure 112017041637430-pat00012
, The angle of the A-gear shaft (or the second angle data)
Figure 112017041637430-pat00013
, The intermediate value used to compensate for the phase error
Figure 112017041637430-pat00014
Can be calculated by the signal processing circuit 250 according to the equation (15).

[수학식 15]&Quot; (15) &quot;

Figure 112017041637430-pat00015
Figure 112017041637430-pat00015

수학식 15에 따라

Figure 112017041637430-pat00016
가 0 미만인 값으로 산출된 경우에는 수학식 16에 따라
Figure 112017041637430-pat00017
이 보정될 수 있다. According to equation (15)
Figure 112017041637430-pat00016
Is calculated as a value less than 0, it is calculated according to the expression (16)
Figure 112017041637430-pat00017
Can be corrected.

[수학식 16]&Quot; (16) &quot;

Figure 112017041637430-pat00018
Figure 112017041637430-pat00018

수학식 16은, 도 12(b)에 도시된 바와 같이, M-기어 축의 2극 자석과 A-기어 축의 2극 자석이 항상 동기화되어 같은 파형을 나타내지 않기 때문에 이를 동기화시키기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 즉, 수학식 16은 각도 값이

Figure 112017041637430-pat00019
까지 증가하는 신호를 만들기 위함이다. The equation (16) can be used for the purpose of synchronizing the dipole magnet of the M-gear shaft and the dipole magnet of the A-gear axis as shown in Fig. 12 (b) . In other words, equation (16)
Figure 112017041637430-pat00019
To make the signal increase.

M-기어 축의 회전수 m은

Figure 112017041637430-pat00020
에 기초하여 산출될 수 있다. 보다 상세하게는, 신호 처리 회로(250)는 수학식 17에 따라 M-기어 축의 회전수인 m 값을 산출할 수 있다. The number of revolutions m of the M-
Figure 112017041637430-pat00020
. &Lt; / RTI &gt; More specifically, the signal processing circuit 250 can calculate the value of m, which is the number of revolutions of the M-gear shaft, according to Equation (17).

[수학식 17]&Quot; (17) &quot;

Figure 112017041637430-pat00021
Figure 112017041637430-pat00021

수학식 17에서 a 값은 M-기어 축이 A-기어 축 사이의 기어비에서 A-기어 축의 기어비 값을 나타낸다. 예를 들어, M-기어 축과 A-기어 축 사이의 기어비가 5:4인 경우, a 값은 5이다.In Equation (17), the value a indicates the gear ratio of the A-gear shaft in the gear ratio between the A-gear shaft and the M-gear shaft. For example, if the gear ratio between the M-gear shaft and the A-gear shaft is 5: 4, the a value is 5.

다음으로, 신호 처리 회로(250)는 M-기어 축의 각도인

Figure 112017041637430-pat00022
를 변형한 제5 파형 신호(transin)를 수학식 18에 따라 획득할 수 있다. Next, the signal processing circuit 250 calculates the angle?
Figure 112017041637430-pat00022
And the fifth waveform signal (transin) obtained by modifying the fifth waveform signal (transin) according to Equation (18).

[수학식 18]&Quot; (18) &quot;

Figure 112017041637430-pat00023
Figure 112017041637430-pat00023

신호 처리 회로(250)는 제5 파형 신호(transin)와 중간값

Figure 112017041637430-pat00024
사이의 차이를 수학식 19와 같이 산출하여 에러 값(error)을 획득할 수 있다. The signal processing circuit 250 receives the fifth waveform signal transin and the intermediate value
Figure 112017041637430-pat00024
Can be calculated as shown in Equation 19 to obtain an error value (error).

[수학식 19]&Quot; (19) &quot;

Figure 112017041637430-pat00025
Figure 112017041637430-pat00025

만일, 수학식 19에 의해 산출된 에러 값이 중간값

Figure 112017041637430-pat00026
을 2*a로 나눈 값보다 큰 경우, m 값은 신호 처리 회로(250)에 의해 수학식 20과 같이 보정/조정될 수 있다. 여기서 산출된 에러 값이 중간값
Figure 112017041637430-pat00027
을 2*a로 나눈 값보다 큰 경우는 도 12(b)에서 도 8(b) 또는 9(b)와 같이 굵은 실선에 해당하는 신호 파형이 얇은 실선/점선에 해당하는 신호 파형보다 시간축에서 앞선 경우에 해당한다. If the error value calculated by equation (19)
Figure 112017041637430-pat00026
Is larger than a value divided by 2 * a, the value of m can be corrected / adjusted by the signal processing circuit 250 as shown in Equation (20). If the calculated error value is an intermediate value
Figure 112017041637430-pat00027
Is larger than the value obtained by dividing by 2 * a, the signal waveform corresponding to the thick solid line shown in FIG. 12 (b) to FIG. 8 (b) or 9 (b) .

[수학식 20]&Quot; (20) &quot;

Figure 112017041637430-pat00028
Figure 112017041637430-pat00028

수학식 20에서

Figure 112017041637430-pat00029
는 최대 에러 값을 나타낸다. In equation (20)
Figure 112017041637430-pat00029
Represents the maximum error value.

만일, 수학식 20에 따라 보정/조정된 m 값이 0보다 작은 경우에는 수학식 21에 따라 추가로 보정/조정될 수 있다. If the m value corrected / adjusted according to Equation (20) is smaller than 0, it can be further corrected / adjusted according to Equation (21).

[수학식 21]&Quot; (21) &quot;

Figure 112017041637430-pat00030
Figure 112017041637430-pat00030

이렇게 보정/조정된 최종 m 값은 transin 값을 구하기 위한 수학식 18에 m 값으로서 재대입될 수 있다. 즉, 엔코더는 에러값이 특정값 이하로 유지되도록 수학식 18 내지 21 연산을 무한루프로 돌려 m 값을 계속하여 보상/보정할 수 있다. The corrected / adjusted final m value may be re-assigned as m value in equation (18) to obtain the transin value. That is, the encoder can continuously compensate / correct the m value by turning the operation of equations (18) to (21) into an infinite loop so that the error value is kept below a certain value.

만일, 수학식 19에 의해 산출된 에러 값이 음(-)의 중간값 -

Figure 112017041637430-pat00031
을 2*a로 나눈 값보다 작은 경우, m 값은 신호 처리 회로(250)에 의해 수학식 22와 같이 보정/조정될 수 있다. 여기서 산출된 에러 값이 음(-)의 중간값 -
Figure 112017041637430-pat00032
을 2*a로 나눈 값보다 작은 경우는 도 12(b)에서, 도 8(c)와 같이, 굵은 실선에 해당하는 신호 파형이 얇은 실선/점선에 해당하는 신호 파형보다 시간축에서 늦는 경우에 해당한다. If the error value calculated by equation (19) is a negative intermediate value -
Figure 112017041637430-pat00031
Is smaller than a value divided by 2 * a, the m value can be corrected / adjusted by the signal processing circuit 250 as shown in Equation (22). If the calculated error value is a negative intermediate value -
Figure 112017041637430-pat00032
Is smaller than the value divided by 2 * a, the signal waveform corresponding to the bold solid line is delayed in the time axis from the signal waveform corresponding to the thin solid line / dotted line as shown in Fig. 12 (b) do.

[수학식 22]&Quot; (22) &quot;

Figure 112017041637430-pat00033
Figure 112017041637430-pat00033

만일, 수학식 22에 따라 보정/조정된 m 값이 (a-1) 값보다 큰 경우에는 수학식 23에 따라 추가로 보정/조정될 수 있다. If the m value corrected / adjusted according to Equation (22) is larger than (a-1), it can be further corrected / adjusted according to Equation (23).

[수학식 23]&Quot; (23) &quot;

Figure 112017041637430-pat00034
Figure 112017041637430-pat00034

신호 처리 회로(250)는 중간값

Figure 112017041637430-pat00035
에 따라 서로 다른 수학식을 이용하여 획득한 최종 m 값은 transin 값을 구하기 위한 수학식 18에 m 값으로서 재대입될 수 있다. 즉, 엔코더는 에러값이 특정값 이하로 유지되도록 수학식 18, 19, 22 및 23 연산을 무한루프로 돌려 m 값을 계속하여 보상/보정할 수 있다. The signal processing circuit 250 includes an intermediate value
Figure 112017041637430-pat00035
The final m value obtained using different mathematical expressions can be re-assigned as m value in the equation (18) for obtaining the transin value. That is, the encoder can continuously compensate / correct the m value by turning the operations of equations (18), (19), (22) and (23) to an infinite loop such that the error value remains below a certain value.

본 솔루션을 적용하는 경우, 도 12(b)에서 굵은 실선에 해당하는 신호 파형이 얇은 실선/점선에 해당하는 신호 파형보다 시간축에서 앞선 경우에는 도 10(a) 및 10(b)와 같이 보상/보정될 수 있으며, 도 12(b)에서 굵은 실선에 해당하는 신호 파형이 얇은 실선/점선에 해당하는 신호 파형보다 시간축에서 늦는 경우에는 도 10(c)와 같이 보상/보정될 수 있다. 그 결과, 도 11(b)에 도시한 바와 같이 굵은 실선 파형과 얇은 실선 파형이 일정한 주기로 만나는 이상적인 파형의 형태로 보정될 수 있다. In the case of applying this solution, when the signal waveform corresponding to the bold solid line in FIG. 12 (b) is ahead of the signal waveform corresponding to the thin solid line / dotted line in the time axis, And if the signal waveform corresponding to the bold solid line in Fig. 12 (b) is later than the signal waveform corresponding to the thin solid line / dotted line in the time axis, it can be compensated / corrected as shown in Fig. 10 (c). As a result, as shown in Fig. 11 (b), the thick solid line waveform and the thin solid line waveform can be corrected in the form of an ideal waveform meeting at regular intervals.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 전술한 기술에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 전술한 기술의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 전술한 기술의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.It should be noted that the present embodiment and the drawings attached hereto are only a part of the technical idea included in the above-described technology, and those skilled in the art will readily understand the technical ideas included in the above- It is to be understood that both variations and specific embodiments which can be deduced are included in the scope of the above-mentioned technical scope.

100 : 앱솔루트 엔코더
110 : 제1 자기 센서
120 : 제2 자기 센서
130 : ADC
140 : 각도 데이터 산출부
150 : 절대 각도 산출부
200 : 앱솔루트 엔코더
210 : 제1 자기 센서
220 : 제2 자기 센서
230 : ADC
240 : 신호 생성 회로
250 : 신호 처리 회로
260 : 저장 장치
100: Absolute encoder
110: first magnetic sensor
120: second magnetic sensor
130: ADC
140: Angle data calculating section
150: absolute angle calculating section
200: Absolute encoder
210: first magnetic sensor
220: second magnetic sensor
230: ADC
240: signal generating circuit
250: signal processing circuit
260: Storage device

Claims (20)

엔코더는 회전축에 위치한 2극 자석의 회전에 따른 제1 각도 데이터 및 다극 자석의 회전에 따른 제2 각도 데이터를 생성하는 단계;
상기 엔코더는 상기 제1 각도 데이터에 따른 제1 파형 신호를 상기 제2 각도 데이터에 따른 제2 파형 신호와 동일한 주기의 제3 파형 신호로 변환하는 단계;
상기 엔코더는 상기 제2 각도 데이터 및 상기 다극 자석의 회전 주기의 위치를 상기 제2 파형 신호와 상기 제3 파형 신호의 차이를 기준으로 결정한 값을 이용하여 각도 결과값을 연산하는 단계; 및
상기 엔코더는 각도 결과값과 절대 각도를 매칭한 테이블을 이용하여 연산한 상기 각도 결과값에 대응하는 절대 각도를 결정하는 단계를 포함하는 엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법.
The encoder generating the first angle data according to the rotation of the dipole magnet located on the rotation axis and the second angle data corresponding to the rotation of the multipole magnet;
Converting the first waveform signal according to the first angle data into a third waveform signal having the same period as the second waveform signal according to the second angle data;
Calculating the angular result value by using the value of the second angle data and the position of the rotation period of the multipole magnet based on the difference between the second waveform signal and the third waveform signal; And
Wherein the encoder includes determining an absolute angle corresponding to the angle result value calculated using a table that matches an angle result value with an absolute angle, wherein the encoder determines the angle using the noise canceled signal.
제1항에 있어서,
상기 엔코더는 상기 2극 자석의 회전 주기의 위치를 결정하고, 다극 자석의 극 수에서 2개를 감한 값 및 상기 위치를 기준으로 상기 제1 파형 신호를 상기 제3 파형 신호를 변환하는 엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the encoder determines a position of the rotation period of the dipole magnet, subtracts two from the number of poles of the multipolar magnet, and outputs the first waveform signal to the encoder, which converts the third waveform signal, A method of determining an angle using a signal obtained by removing the signal.
제1항에 있어서,
상기 엔코더는 상기 차이가 0 이상이면 상기 결정한 값을 상기 회전 주기의 위치에 1을 더한 값으로 결정하고, 상기 차이가 0보다 작다면 상기 결정한 값을 상기 회전 주기의 위치로 결정하는 엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the encoder determines the value as the value obtained by adding 1 to the position of the rotation cycle if the difference is 0 or more and determines the position of the rotation cycle as the determined value if the difference is smaller than 0, A method of determining the angle using the removed signal.
제1항에 있어서,
상기 엔코더는 상기 제1 각도 데이터를 다극 자석의 극 수에 곱한 값을 2π로 나누어 상기 회전 주기의 위치를 결정하는 엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the encoder determines an angle by dividing a value obtained by multiplying the first angle data by the number of poles of the multipole magnet by 2 &lt;&quot;&gt;
제1항에 있어서,
상기 엔코더는 2π에 상기 회전 주기의 위치를 곱한 값을 상기 제1 각도 데이터를 다극 자석의 극수에 곱한 값에서 감산하여 상기 제3 파형 신호를 변환하는 엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the encoder subtracts a value obtained by multiplying 2π by the position of the rotation period from a value obtained by multiplying the first angle data by the number of poles of the multipole magnet to determine an angle using a noise- How to.
제1항에 있어서,
상기 엔코더는 2π에 상기 회전 주기의 위치를 곱한 값을 상기 제2 각도 데이터에 가산하여 상기 각도 결과값을 연산하고, 상기 회전 주기의 위치는 상기 제1 각도 데이터를 다극 자석의 극 수에 곱한 값을 2π로 나누어 결정되는 엔코더가 노이즈를 제거한 신호를 이용하여 각도를 결정하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the encoder calculates the angle result value by adding a value obtained by multiplying 2π by the position of the rotation period to the second angle data, and the position of the rotation period is a value obtained by multiplying the first angle data by the pole number of the multipole magnet And the encoder determines the angle using a signal from which the noise is removed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 회전축에 위치하는 2극 자석의 회전에 따른 제1 각도 데이터를 출력하는 제1 자기 센서;
상기 회전축에 위치하는 다극 자석의 회전에 따른 제2 각도 데이터를 출력하는 제2 자기 센서;
상기 제1 자기 센서 및 상기 제2 자기 센서의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환기;
각도 결과값과 절대 각도를 매칭한 테이블을 저장하는 저장 장치; 및
상기 제1 각도 데이터에 따른 제1 파형 신호를 상기 제2 각도 데이터에 따른 제2 파형 신호와 동일한 주기의 제3 파형 신호로 변환하고, 상기 제2 파형 신호와 상기 제3 파형 신호의 차이를 기준으로 결정한 기준 값과 상기 제2 각도 데이터를 이용하여 각도 결과값을 연산하고, 연산한 상기 각도 결과값과 상기 테이블을 이용하여 절대 각도를 연산하는 신호 처리 회로를 포함하는 앱솔루트 엔코더.
A first magnetic sensor for outputting first angle data according to rotation of a dipole magnet located on a rotating shaft;
A second magnetic sensor for outputting second angle data according to rotation of the multipolar magnet located on the rotation axis;
A converter for converting an output signal of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor into a digital signal;
A storage device for storing a table matching an angle result value and an absolute angle; And
Converts the first waveform signal according to the first angle data into a third waveform signal having the same period as the second waveform signal according to the second angle data, and outputs the difference between the second waveform signal and the third waveform signal as a reference And a signal processing circuit for calculating an angle result value using the second angle data and calculating the absolute angle using the calculated angle result value and the table.
제10항에 있어서,
상기 제1 자기 센서는 상기 2극 자석의 중심에 위치하고, 상기 제2 자기 센서는 상기 제1 자기 센서의 일직선 상에서 상기 다극 자석의 양 옆 부위에 위치하는 앱솔루트 엔코더.
11. The method of claim 10,
Wherein the first magnetic sensor is located at the center of the dipole magnet and the second magnetic sensor is located on both sides of the multipole magnet on the straight line of the first magnetic sensor.
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