JP2001356016A - Surveying instrument with magnetic encoder - Google Patents
Surveying instrument with magnetic encoderInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 外部磁界の影響を除去できる磁気エンコーダ
を搭載した測量機を提供する。
【構成】 磁気エンコーダ51を搭載したトータルステ
ーション11であって、トータルステーション11内
に、磁気エンコーダ51の磁気センサユニット54に作
用する外部磁界を検出する外部磁界検出素子131(1
31a、131b)と、磁気センサユニット54に作用
する外部磁界を打ち消す方向の磁界を発生させる磁界発
生部材231を設け、外部磁界検出素子131(131
a、131b)によって検出した磁気センサユニット5
4に作用する外部磁界を打ち消す磁界を磁界発生部材2
31に発生させる。
(57) [Summary] [Objective] To provide a surveying instrument equipped with a magnetic encoder capable of removing the influence of an external magnetic field. The total station includes a magnetic encoder and an external magnetic field detecting element that detects an external magnetic field acting on a magnetic sensor unit of the magnetic encoder.
31a, 131b) and a magnetic field generating member 231 for generating a magnetic field in a direction to cancel the external magnetic field acting on the magnetic sensor unit 54.
a, 131b) The magnetic sensor unit 5 detected by
The magnetic field generating member 2 cancels the external magnetic field acting on
31.
Description
【0001】[0001]
【発明の技術分野】本発明は、磁気センサ、特に水平
角、垂直角を測定する磁気エンコーダを備えたトータル
ステーション、セオドライトなどの測量機に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly to a surveying instrument such as a total station and a theodolite equipped with a magnetic encoder for measuring a horizontal angle and a vertical angle.
【0002】[0002]
【従来技術およびその問題点】従来のトータルステーシ
ョン、セオドライトなどの測量機の中には、測角手段と
して、光学式エンコーダを搭載したものがある。光学式
エンコーダは、円周方向に所定当ピッチで形成されたス
ケールと、該スケールの通過を検出するフォトセンサと
を備えている。2. Description of the Related Art Some conventional surveying instruments such as a total station and a theodolite are equipped with an optical encoder as angle measuring means. The optical encoder includes a scale formed at a predetermined pitch in a circumferential direction, and a photo sensor for detecting passage of the scale.
【0003】このような光学式エンコーダと同様の角度
測定手段として、磁気式エンコーダがある。磁気式エン
コーダは、通常、磁気ドラムの外周面には分割数N(N
は正の整数)にて等ピッチで着磁された多極着磁層が形
成され、この多極着磁層に対向させて配置された磁気セ
ンサを備えている。磁気センサは、例えば多極着磁層の
ピッチよりも小さいピッチで配置された4個の磁気抵抗
素子を備え、磁気ドラムの回転に従って変化する磁気を
磁気抵抗素子の抵抗値の変化として検知し、その変化の
周期に基づいて磁気ドラムの回転角を求める構成であ
る。As an angle measuring means similar to such an optical encoder, there is a magnetic encoder. A magnetic encoder usually has a division number N (N
(A positive integer), a multi-pole magnetized layer magnetized at an equal pitch is formed, and a magnetic sensor is provided so as to face the multi-pole magnetized layer. The magnetic sensor includes, for example, four magnetoresistive elements arranged at a pitch smaller than the pitch of the multipolar magnetized layer, and detects magnetism that changes with rotation of the magnetic drum as a change in the resistance value of the magnetoresistive element, In this configuration, the rotation angle of the magnetic drum is obtained based on the cycle of the change.
【0004】しかしながら磁気エンコーダは、極めて強
い外部磁界の影響を受けて誤差を生じる場合がある。特
に測量機は、不特定の屋外で使用することを常としてい
て、不特定の強い磁気を受ける可能性がある。。そのた
め測量機に磁気エンコーダを搭載するためには、外部磁
気の影響による誤差を防止する何らかの手段が必要を設
けることが好ましい。(地磁気は0.5G程度であり、も
ともと影響は小さい)[0004] However, the magnetic encoder may generate an error under the influence of an extremely strong external magnetic field. In particular, the surveying instrument always uses it in an unspecified outdoor, and may receive an unspecified strong magnetism. . Therefore, in order to mount a magnetic encoder on a surveying instrument, it is preferable to provide some means for preventing an error due to the influence of external magnetism. (The geomagnetism is about 0.5G, so the effect is small.)
【0005】[0005]
【発明の目的】本発明は、このような従来技術の問題に
鑑みてなされたもので、外部磁気の影響を除去できる、
磁気エンコーダを搭載した測量機を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and can eliminate the influence of external magnetism.
It is an object to provide a surveying instrument equipped with a magnetic encoder.
【0006】[0006]
【発明の概要】この目的を達成する本発明は、前記測量
機内に、前記磁気エンコーダの磁気センサに作用する外
部磁界を検出する外部磁界検出手段と、該磁気センサに
作用する外部磁界を打ち消す方向の磁界を発生させる磁
界発生手段を設け、前記外部磁界検出手段によって検出
した前記磁気センサに作用する外部磁界を打ち消す磁界
を前記磁界発生手段に発生させる磁界制御手段を備えた
こと、に特徴を有する。SUMMARY OF THE INVENTION To achieve this object, the present invention provides an external magnetic field detecting means for detecting an external magnetic field acting on a magnetic sensor of the magnetic encoder in the surveying instrument, and a direction for canceling the external magnetic field acting on the magnetic sensor. Magnetic field generating means for generating a magnetic field of the type described above, and magnetic field control means for generating a magnetic field in the magnetic field generating means for canceling an external magnetic field acting on the magnetic sensor detected by the external magnetic field detecting means. .
【0007】磁界制御手段は、前記外部磁界検出手段の
検出値が許容値を越えたときに、前記磁界発生部材に順
方向に通電して通電状態における前記外部磁界検出手段
の検出値の変動を検知し、該変動に応じて前記磁界発生
部材への通電方向を設定し、さらに前記外部磁界検出手
段の検出値が前記許容値未満となるように前記磁界発生
部材への通電量を制御するようにして、外部磁界をキャ
ンセルできる。また、外部磁界検出手段は、前記複数の
磁気抵抗素子の配列方向に沿って離反された一対の磁界
検出素子と、該各磁界検出素子の近傍に配置された、前
記磁界発生手段によって打ち消す磁界と平行な磁界であ
って、互いに反対方向の磁界を前記対応する磁界検出素
子に作用させる永久磁石とを備える。そして磁界制御手
段は、前記一対の磁界検出素子の検出値の差が許容値を
超えたときは、前記一対の検出値の差に基づいて、該差
が小さくなるように前記磁界発生部材への通電を制御す
ることにより、外部磁界をキャンセルできる。The magnetic field control means energizes the magnetic field generating member in a forward direction when the detection value of the external magnetic field detection means exceeds a permissible value, and changes the detection value of the external magnetic field detection means in the energized state. Detecting, setting an energizing direction to the magnetic field generating member in accordance with the fluctuation, and further controlling an energizing amount to the magnetic field generating member such that a detection value of the external magnetic field detecting means is less than the allowable value. Then, the external magnetic field can be canceled. Further, the external magnetic field detecting means includes a pair of magnetic field detecting elements separated from each other along the direction in which the plurality of magnetoresistive elements are arranged, and a magnetic field arranged near each of the magnetic field detecting elements and canceled by the magnetic field generating means. And a permanent magnet for causing magnetic fields in parallel to each other to act on the corresponding magnetic field detecting elements. When the difference between the detection values of the pair of magnetic field detection elements exceeds an allowable value, the magnetic field control means controls the magnetic field generation member based on the difference between the pair of detection values so that the difference becomes smaller. By controlling the energization, the external magnetic field can be canceled.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明
する。図1は、本発明の磁気エンコーダを搭載したトー
タルステーションを、磁気エンコーダの要部が見えるよ
うに一部を切断して示す背面図、図2は同トータルステ
ーションを、磁気エンコーダの要部が見えるように一部
を切断して示す側面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a rear view showing a total station on which the magnetic encoder of the present invention is mounted, with a part cut away so that the main part of the magnetic encoder can be seen. FIG. 2 shows the total station so that the main part of the magnetic encoder can be seen. It is a side view which cuts and shows a part.
【0009】このトータルステーション11は、周知の
通り、三脚等に装着するための底板13、この底板13
に3本の整準ねじ15で支持された整準台(台部)1
7、この整準台17に、鉛直軸19を介して回転自在に
軸支され、一対の支柱部21aを有するU字形状の架台
(本体)21、この架台21の2本の支柱部21a間に
水平軸23を介して回動自在に軸支された視準望遠鏡2
5等を備えている。なお、水平軸23は、視準望遠鏡2
5の左右に固定され、架台21の2本の支柱部21aに
対して回動自在に支持されているが、図1には左側の水
平軸23のみを示した。As is well known, the total station 11 includes a bottom plate 13 for mounting on a tripod or the like.
Leveling table (base) 1 supported by three leveling screws 15
7. A U-shaped frame (main body) 21 rotatably supported by the leveling table 17 via a vertical shaft 19 and having a pair of columns 21a, between the two columns 21a of the frame 21. Telescope 2 rotatably supported on a horizontal axis 23 via a horizontal axis 23
5 and so on. Note that the horizontal axis 23 is the collimating telescope 2
5 is fixed to the left and right sides and is rotatably supported by the two columns 21a of the gantry 21, but only the left horizontal shaft 23 is shown in FIG.
【0010】鉛直軸19は、整準台17に固定された鉛
直軸受け27に回動自在に支持されている。そして架台
21は、その支柱部21aを連結する基部21bが鉛直
軸19の上端部に固定され、鉛直軸19に一体として回
動自在に支持されている。水平軸23は、架台21の一
対の支柱部21aに固定された水平軸受け29に回動自
在に軸支されている。このように視準望遠鏡25は、水
平軸23を介して上下方向回動自在に架台21に軸支さ
れ、さらに架台21および鉛直軸19を介して方位方向
回転自在に整準台17に軸支されている。The vertical shaft 19 is rotatably supported by a vertical bearing 27 fixed to the leveling table 17. The gantry 21 has a base 21b connecting the support portions 21a fixed to the upper end of the vertical shaft 19, and is supported by the vertical shaft 19 so as to be rotatable integrally. The horizontal shaft 23 is rotatably supported by a horizontal bearing 29 fixed to a pair of columns 21 a of the gantry 21. As described above, the collimating telescope 25 is pivotally supported on the gantry 21 via the horizontal shaft 23 so as to be vertically rotatable, and further supported on the leveling platform 17 via the gantry 21 and the vertical shaft 19 so as to be azimuthally rotatable. Have been.
【0011】さらに、鉛直軸19には、整準台17に対
する鉛直軸19(架台21、視準望遠鏡25)の回転角
(水平角)を測定する水平分度として磁気エンコーダ4
1が装着され、水平軸23には、架台21に対する水平
軸23(視準望遠鏡25)の回転角(高度角)を測定す
る高度分度として磁気エンコーダ51が装着されてい
る。これらの磁気エンコーダ41、51はそれぞれ、軸
19、23に固定された磁気ドラム43、53と、磁気
ドラム43、53の外周面に形成された多極着磁層に対
して所定間隔で近接対向配置された磁気センサユニット
44、磁気センサユニット54を備えている。Further, the magnetic encoder 4 is provided on the vertical axis 19 as a horizontal degree for measuring the rotation angle (horizontal angle) of the vertical axis 19 (the gantry 21, the collimating telescope 25) with respect to the leveling table 17.
The magnetic encoder 51 is mounted on the horizontal axis 23 as an altitude degree for measuring the rotation angle (altitude angle) of the horizontal axis 23 (collimation telescope 25) with respect to the gantry 21. These magnetic encoders 41 and 51 are closely opposed at predetermined intervals to magnetic drums 43 and 53 fixed to the shafts 19 and 23 and a multi-pole magnetized layer formed on the outer peripheral surface of the magnetic drums 43 and 53, respectively. A magnetic sensor unit 44 and a magnetic sensor unit 54 are provided.
【0012】また、詳細は図示しないが、各磁気センサ
ユニット44、磁気センサユニット54の出力信号を検
出して磁気エンコーダ41、51の回転角、つまり水平
角、高度角を求める信号処理手段、演算手段を含む電子
回路60(図4参照)が架台21の基部21bに搭載さ
れている。そして、トータルステーション11を操作、
制御するためのキーボード31a、およびキーボードに
よって入力された基礎データや測距結果などを表示する
ディスプレイ31bを備えた操作パネル31、32が、
架台21の前後両表面に設けられている(図2参照)。Although not shown in detail, signal processing means for detecting the output signals of the magnetic sensor units 44 and 54 to obtain the rotation angles of the magnetic encoders 41 and 51, ie, the horizontal angle and the altitude angle. An electronic circuit 60 including means (see FIG. 4) is mounted on the base 21 b of the gantry 21. Then, the total station 11 is operated,
Operation panels 31 and 32 having a keyboard 31a for controlling and a display 31b for displaying basic data and distance measurement results input by the keyboard,
It is provided on both front and rear surfaces of the gantry 21 (see FIG. 2).
【0013】なお、図1、2において、符号33はトー
タルステーション11の持ち運びに利用するためのハン
ドグリップ、符号34は磁気エンコーダ41および不図
示のバッテリ等を保護するために架台21に装着された
防塵カバー、符号35、36はそれぞれ、視準望遠鏡2
5の接眼レンズ、対物レンズである。In FIGS. 1 and 2, reference numeral 33 denotes a handgrip for carrying the total station 11, and reference numeral 34 denotes a dustproof attached to the gantry 21 to protect the magnetic encoder 41 and a battery (not shown). The cover and reference numerals 35 and 36 are the collimating telescope 2 respectively.
5 is an eyepiece and an objective lens.
【0014】さらに図3および図4を参照して、本実施
の形態の磁気エンコーダの構成についてより詳細に説明
する。磁気エンコーダ41、51の基本構成は同一なの
で、一方の磁気エンコーダ51の構成について説明す
る。しかも、本発明の実施形態の磁気センサユニット5
4、55は複数の磁気抵抗素子を備えているが(図3参
照)、それぞれの磁気センサユニット54、55の構成
は同一なので、一方のの磁気センサユニット54の構成
について説明する。図3は磁気エンコーダ51の磁気セ
ンサユニット54の各磁気抵抗素子と多極着磁層53a
との関係を説明するための拡大図、図4は磁気センサユ
ニット54が備えた磁気抵抗素子の結線を示す配線図で
ある。磁気センサユニット54は、アングル56に固定
され、アングル56を介して架台21に固定されてい
る。The configuration of the magnetic encoder according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. Since the basic configurations of the magnetic encoders 41 and 51 are the same, the configuration of one magnetic encoder 51 will be described. Moreover, the magnetic sensor unit 5 according to the embodiment of the present invention
Each of the magnetic sensor units 4 and 55 has a plurality of magnetoresistive elements (see FIG. 3). However, since the magnetic sensor units 54 and 55 have the same configuration, only the configuration of one magnetic sensor unit 54 will be described. FIG. 3 shows each magnetic resistance element of the magnetic sensor unit 54 of the magnetic encoder 51 and the multipolar magnetized layer 53a.
FIG. 4 is a wiring diagram showing the connection of the magnetoresistive elements provided in the magnetic sensor unit 54. The magnetic sensor unit 54 is fixed to the angle 56, and is fixed to the gantry 21 via the angle 56.
【0015】磁気ドラム53の外周面には、分割数N
(Nは正の整数)にて等ピッチで着磁された多極着磁層
53aが形成されている。多極着磁層53aの磁極ピッ
チ(極の境界の間隔)をλとする。この多極着磁層53
aに対して所定長の隙間で対向させて磁気センサユニッ
ト54が配置されている。磁気センサ54ユニットは、
平面基板54aと、多極着磁層53aと対向する平面基
板54aの対向面に、λ/4ピッチ相当で設けられた8
個の磁気抵抗素子4a1、4b1、4a2、4b2、4a
3、4b3、4a4、4b4を備えている。そして磁気セン
サ54ユニットは、磁気抵抗素子4a1〜4a4、4b1
〜4b4のほぼ中央に立てた垂線が磁気ドラム53の回
転中心を通るように配置されている。つまり、磁気抵抗
素子4a1〜4a4、4b1〜4b4は、磁気ドラム53の
接線方向と平行に配置されている。なお、本明細書にお
いてλピッチは、中心角に関する単位であり、N〜Sの
1着磁ピッチを表す。The outer peripheral surface of the magnetic drum 53 has a division number N
(N is a positive integer) to form a multi-pole magnetized layer 53a magnetized at an equal pitch. The magnetic pole pitch (interval between pole boundaries) of the multipolar magnetized layer 53a is λ. This multi-pole magnetized layer 53
The magnetic sensor unit 54 is arranged so as to oppose a with a predetermined gap. The magnetic sensor 54 unit is
8 provided on the opposing surface of the planar substrate 54a and the planar substrate 54a facing the multipolar magnetized layer 53a at a pitch of λ / 4.
Magnetoresistive elements 4a1, 4b1, 4a2, 4b2, 4a
3, 4b3, 4a4, and 4b4. The magnetic sensor 54 unit includes the magnetoresistive elements 4a1 to 4a4, 4b1
4b4 is disposed so that a vertical line set substantially at the center thereof passes through the rotation center of the magnetic drum 53. That is, the magnetoresistive elements 4a1 to 4a4, 4b1 to 4b4 are arranged in parallel with the tangential direction of the magnetic drum 53. Note that, in this specification, the λ pitch is a unit related to the central angle, and
Indicates one magnetization pitch.
【0016】この磁気エンコーダ51は、磁気ドラム5
3が回転すると、多極着磁層53aが発生する磁界(磁
力線)3の変化に依存する磁気抵抗素子4a1〜4a4、
4b1〜4b4の抵抗値の変化を検出して、抵抗値の変化
から磁気ドラム53の回転角をλ/4ピッチで検出する
インクリメンタル方式の磁気エンコーダである。なお、
λ/4ピッチよりも小さい角度は、いわゆる内挿演算に
よって求められる。The magnetic encoder 51 includes a magnetic drum 5
3 rotates, the magnetoresistive elements 4a1 to 4a4 that depend on changes in the magnetic field (lines of magnetic force) 3 generated by the multipolar magnetized layer 53a,
This is an incremental type magnetic encoder that detects a change in the resistance value of 4b1 to 4b4 and detects the rotation angle of the magnetic drum 53 at a λ / 4 pitch from the change in the resistance value. In addition,
An angle smaller than λ / 4 pitch is obtained by a so-called interpolation operation.
【0017】8個の磁気抵抗素子4a1、4b1、4a
2、4b2、4a3、4b3、4a4、4b4は、図3に示す
ように、4個の磁気抵抗素子4a1〜4a4からなるA相
と、4個の磁気抵抗素子4b1〜4b4からなるB相とに
分けられる。A相の各磁気抵抗素子4a1、4a2、4a
3、4a4とB相の各磁気抵抗素子4b1、4b2、4b
3、4b4はそれぞれ交互に配置され、かつ同一相の磁気
抵抗素子4a1〜4a4、4b1〜4b4の間隔はλ/2の
等ピッチ、隣合う他の相の磁気抵抗素子との間隔はλ/
4の等ピッチである。Eight magnetoresistive elements 4a1, 4b1, 4a
As shown in FIG. 3, 2, 4b2, 4a3, 4b3, 4a4, and 4b4 have an A phase including four magnetoresistive elements 4a1 to 4a4 and a B phase including four magnetoresistive elements 4b1 to 4b4. Divided. A-phase magnetoresistive elements 4a1, 4a2, 4a
3, 4a4 and B-phase magnetoresistive elements 4b1, 4b2, 4b
3 and 4b4 are arranged alternately, and the intervals between the magnetoresistive elements 4a1 to 4a4 and 4b1 to 4b4 of the same phase are equal pitches of λ / 2, and the intervals between adjacent magnetoresistive elements of other phases are λ / 4.
The pitch is equal to 4.
【0018】これらA相、B相の磁気抵抗素子4a1〜
4a4、4b1〜4b4はそれぞれ、図4に示すようにブ
リッジ結線されている。つまり、直列した磁気抵抗素子
4a1、4a2と磁気抵抗素子4a3、4a4、磁気抵抗素
子4b1、4b2と磁気抵抗素子4b3、4b4が並列接続
され、各直列抵抗間からA相の端子e0、e1、およびB
相の端子e0′、e1′が引き出されている。そして、電
子回路61は、ブリッジ結線された磁気抵抗素子間に定
電圧Vを印加し、A相の端子e0、e1、およびB相の端
子e0′、e1′に現れる電圧の変化(位相)に基づいて
磁界の変化を検出し、磁気ドラム53の回転角ωを測定
する。The A-phase and B-phase magnetoresistive elements 4a1 to 4a1 to
4a4, 4b1 to 4b4 are each bridge-connected as shown in FIG. That is, the serially connected magnetoresistive elements 4a1, 4a2 and 4a3, 4a4, the magnetoresistive elements 4b1, 4b2 and the magnetoresistive elements 4b3, 4b4 are connected in parallel, and the A-phase terminals e 0 , e 1 are connected between the series resistors. , And B
The phase terminals e 0 ′ and e 1 ′ are drawn out. Then, the electronic circuit 61 applies a constant voltage V between the bridge-connected magnetoresistive elements, and changes in voltages appearing at the A-phase terminals e 0 and e 1 and the B-phase terminals e 0 ′ and e 1 ′. The change of the magnetic field is detected based on (phase), and the rotation angle ω of the magnetic drum 53 is measured.
【0019】この実施の形態によれば、A相の磁気抵抗
素子4a1〜4a4の抵抗値a1、a2、a3、a4は、磁気
ドラム53の回転により作用する磁界3の変化によっ
て、下記式のように変化する。 a1=R0+Rsin(Nω) a2=R0+Rsin(Nω+π)=R0−Rsin(Nω) a3=R0+Rsin(Nω+2π)=R0+Rsin(Nω) a4=R0+Rsin(Nω+3π)=R0−Rsin(Nω) ただし、ωは磁気ドラム53の回転角、R0は無磁界の
ときの抵抗値、Rは係数(抵抗比)、Nは多極着磁層5
3aの分割数、である。According to this embodiment, the resistance values a1, a2, a3, and a4 of the A-phase magnetoresistive elements 4a1 to 4a4 are represented by the following equations by the change in the magnetic field 3 acting by the rotation of the magnetic drum 53. Changes to a1 = R0 + Rsin (Nω) a2 = R0 + Rsin (Nω + π) = R0−Rsin (Nω) a3 = R0 + Rsin (Nω + 2π) = R0 + Rsin (Nω) a4 = R0 + Rsin (Nω + 3π) = R0−Rsin (Nω) , R0 is a resistance value in the absence of a magnetic field, R is a coefficient (resistance ratio), and N is a multipolar magnetized layer 5.
3a is the number of divisions.
【0020】したがって、端子e0と端子e1の出力を差
動増幅すると、A相の出力Aoutは、 Aout=α×R×V/R0×sin(Nω) となる(ただし、αは増幅率)。Therefore, when the outputs of the terminal e 0 and the terminal e 1 are differentially amplified, the output Aout of the phase A is given by Aout = α × R × V / R0 × sin (Nω) (where α is the amplification factor ).
【0021】B相の磁気抵抗素子4b1〜4b4は、A相
の磁気抵抗素子4a1〜4a4に対してλ/4ピッチずら
して配置してあるので、端子e0′と端子e1′の出力を
差動増幅すると、B相の出力Boutは、 Bout=α×R×V/R0×cos(Nω) となる。Since the B-phase magnetoresistive elements 4b1 to 4b4 are arranged shifted by .lambda. / 4 pitch with respect to the A-phase magnetoresistive elements 4a1 to 4a4, the outputs of the terminals e0 'and e1' are differentiated. After amplification, the B-phase output Bout is given by Bout = α × R × V / R0 × cos (Nω).
【0022】このA相の出力AoutおよびB相の出力Bo
utのゼロクロス点を検出すれば、磁気ドラム53の回転
角を、360/4N(゜)単位で検出できる。つまり、
分割数Nの4倍まで検出ピッチが小さくなり、分解能が
高くなる。本発明の実施の形態では、A、B相の出力A
out、Boutに基づいた下記の内挿計算によって、検出可
能な検出ピッチを1/4Nよりもさらに小さくし、検出
ピッチ数を増やして、分解能を高めている。 tan-1(Aout/Bout)The A-phase output Aout and the B-phase output Bo
If the zero cross point of ut is detected, the rotation angle of the magnetic drum 53 can be detected in units of 360 / 4N (゜). That is,
The detection pitch is reduced to four times the division number N, and the resolution is increased. In the embodiment of the present invention, the output A of the A and B phases
By the following interpolation calculation based on out and Bout, the detectable detection pitch is made smaller than 1 / 4N, the number of detection pitches is increased, and the resolution is increased. tan -1 (Aout / Bout)
【0023】また、偏心誤差を補正する場合は、前記の
各磁気センサのほぼ180゜対向位置に、前記位相位置
と同一の条件を満足する磁気センサユニットを配置すれ
ばよい。図示トータルステーションでは、180゜ずれ
た対向位置に配置された2個の各磁気センサユニット5
4、55、磁気センサユニット44、45の検出値を使
用して偏心誤差を補正している。In order to correct the eccentricity error, a magnetic sensor unit satisfying the same condition as the phase position may be arranged at a position substantially 180 ° opposite to each magnetic sensor. In the illustrated total station, two magnetic sensor units 5 arranged at opposing positions shifted by 180 ° are provided.
The eccentricity error is corrected using the detection values of the magnetic sensor units 44 and 45 and 55.
【0024】以上は、本発明の実施の形態を適用したト
ータルステーションの基本構成であるが、本発明の実施
の形態の特徴である、外部磁気の影響を除去する構成に
ついて説明する。The above is the basic configuration of the total station to which the embodiment of the present invention is applied. The configuration which eliminates the influence of external magnetism, which is a feature of the embodiment of the present invention, will be described.
【0025】各磁気センサユニット44、45、54、
55の近傍には、各磁気センサユニット44、45、5
4、55の磁気抵抗素子が検出する磁気ドラム43、5
3の磁界3とほぼ平行に作用する外部磁界を検出する外
部磁界検出素子111、121、131、141と、該
外部磁界を打ち消す磁界を発生する磁界発生部材21
1、221、231、241が配置されている。この実
施の形態は、外部磁界検出素子111、121、13
1、141が検出した外部磁界の強度が可及的的に小さ
く(0に)なるように磁界発生部材211、221、2
31、241への通電を制御する構成である。Each magnetic sensor unit 44, 45, 54,
55, each magnetic sensor unit 44, 45, 5
The magnetic drums 43, 5 detected by the magnetoresistive elements 4, 55
3, an external magnetic field detecting element 111, 121, 131, 141 for detecting an external magnetic field acting substantially in parallel with the magnetic field 3, and a magnetic field generating member 21 for generating a magnetic field for canceling the external magnetic field
1, 221 231 241 are arranged. In this embodiment, the external magnetic field detecting elements 111, 121, 13
The magnetic field generating members 211, 221, 2
31 and 241 are controlled to be energized.
【0026】外部磁界検出素子および磁界発生部材の構
成について、各磁気センサユニット44、45、54、
55、外部磁界検出素子111、121、131、14
1、磁界発生部材211、221、231、241の構
成は同一なので、図5、6に示した磁気センサユニット
54に適用した実施の形態について説明する。Regarding the configuration of the external magnetic field detecting element and the magnetic field generating member, each magnetic sensor unit 44, 45, 54,
55, external magnetic field detecting elements 111, 121, 131, 14
1. Since the configurations of the magnetic field generating members 211, 221, 231, and 241 are the same, an embodiment applied to the magnetic sensor unit 54 shown in FIGS.
【0027】図5に示したように、磁気ドラム53の多
極着磁層53aが発生する磁界3は、磁気ドラム53の
多極着磁層53aの表面に沿って発生している。したが
ってこの多極着磁層53aの磁界3と平行な方向の外部
磁界301は、磁気センサユニット54の検出時に大き
な影響を与える。そこで本実施の形態では、磁気センサ
ユニット54の磁気抵抗素子列の延長上に、外部磁界検
出素子131を構成する一対の外部磁界検出素子131
a、131bが配置されている。磁気ドラム53は円筒
形であり、磁気センサユニット54は平面である。よっ
て磁気センサユニット54の延長上の任意距離位置以上
では、磁気ドラム53との距離が離れ磁界3の影響はほ
とんどなくなってしまう。よって磁界3の影響を受けな
いため、外部磁界検出素子131a、131bとして、
磁気抵抗素子が使用できる。As shown in FIG. 5, the magnetic field 3 generated by the multi-pole magnetized layer 53a of the magnetic drum 53 is generated along the surface of the multi-pole magnetized layer 53a of the magnetic drum 53. Therefore, the external magnetic field 301 in the direction parallel to the magnetic field 3 of the multi-pole magnetized layer 53a has a great effect when the magnetic sensor unit 54 detects. Therefore, in the present embodiment, a pair of external magnetic field detecting elements 131 constituting the external magnetic field detecting element 131 is provided on the extension of the magnetic resistance element row of the magnetic sensor unit 54.
a and 131b are arranged. The magnetic drum 53 is cylindrical, and the magnetic sensor unit 54 is flat. Therefore, above an arbitrary distance position on the extension of the magnetic sensor unit 54, the distance from the magnetic drum 53 is large and the influence of the magnetic field 3 is almost eliminated. Therefore, since the external magnetic field detecting elements 131a and 131b are not affected by the magnetic field 3,
A magnetoresistive element can be used.
【0028】そして磁界発生部材231を磁気センサユ
ニット54の背面側に配置してある。磁界発生部材23
1は、中央部にコイル231bが巻かれたコ字形状の芯
231aからなり、コイル231bに通電されたときに
磁気抵抗素子の並び方向と平行な磁界(磁力線)4aを
発生するように配置されている。他の磁気センサユニッ
ト44、45、55の外部磁界検出素子111、12
1、131、141および磁界発生部材211、22
1、231、241も同様の構成である。The magnetic field generating member 231 is arranged on the back side of the magnetic sensor unit 54. Magnetic field generating member 23
Numeral 1 comprises a U-shaped core 231a having a coil 231b wound in the center thereof, and is arranged so as to generate a magnetic field (lines of magnetic force) 4a parallel to the arrangement direction of the magnetoresistive elements when the coil 231b is energized. ing. External magnetic field detecting elements 111, 12 of other magnetic sensor units 44, 45, 55
1, 131, 141 and magnetic field generating members 211, 22
1, 231 and 241 have the same configuration.
【0029】これらの外部磁界検出素子および磁界発生
部材を制御する外部磁界キャンセル制御系について、図
7を参照して説明する。本実施の形態では、外部磁界キ
ャンセル制御系を測角処理系の回路とは別個に備えてい
る。外部磁界検出素子111、121、211、221
が検出し、出力した検出信号は、制御回路(CPU)6
1に入力される。CPU61は、入力した各検出信号に
基づいて、外部磁界の強度を求め、許容値以上であれ
ば、検出した外部磁界を相殺できる外部磁界発生部材2
11、221、231、241への電流値を演算する。
そして、演算した通電方向および電流値に基づいて、各
駆動回路63a、63b、63c、63dを介して外部
磁界発生部材211、221、231、241に通電す
る。以上の処理を、検出した外部磁界の強度が許容磁界
よりも小さくなるまで繰り返す。An external magnetic field canceling control system for controlling the external magnetic field detecting element and the magnetic field generating member will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the external magnetic field cancellation control system is provided separately from the angle measurement processing circuit. External magnetic field detecting elements 111, 121, 211, 221
Are detected and output by the control circuit (CPU) 6
1 is input. The CPU 61 calculates the strength of the external magnetic field based on each of the input detection signals, and if the strength is equal to or more than the allowable value, the external magnetic field generating member 2 that can cancel the detected external magnetic field.
11, 221, 231, and 241 are calculated.
Then, based on the calculated energization direction and current value, current is applied to the external magnetic field generation members 211, 221, 231, and 241 via the respective drive circuits 63a, 63b, 63c, and 63d. The above processing is repeated until the intensity of the detected external magnetic field becomes smaller than the allowable magnetic field.
【0030】この第1の実施の形態の外部磁界キャンセ
ル動作の詳細について、図8に示したフローチャートを
参照して説明する。この実施の形態では、トータルステ
ーションの電源がオンされたときに外部磁界キャンセル
処理に入る。The details of the external magnetic field canceling operation of the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this embodiment, when the power of the total station is turned on, an external magnetic field canceling process is started.
【0031】この処理に入ると、まず、第1の外部磁界
検出素子を介して外部磁界を検出する(S101)。そ
して、検出した外部磁界の絶対値が、許容磁界の絶対値
以下であるかどうかをチェックする(S103)。以下
であれば外部磁界をキャンセルする必要が無いので、デ
ィスプレイへの測角値の表示を許可する(S103;
Y、S105)。そして、S101に戻って、外部磁界
の検出処理を、全ての外部磁界検出素子について繰り返
す。In this process, first, an external magnetic field is detected via the first external magnetic field detecting element (S101). Then, it is checked whether or not the detected absolute value of the external magnetic field is equal to or less than the absolute value of the allowable magnetic field (S103). If it is below, there is no need to cancel the external magnetic field, and the display of the angle measurement value on the display is permitted (S103;
Y, S105). Then, returning to S101, the detection processing of the external magnetic field is repeated for all the external magnetic field detection elements.
【0032】検出した外部磁界の絶対値が許容磁界の絶
対値以下でない場合は(S103;N)、この状態で測
角しても誤差が大きいので、ディスプレイ31bへの測
角値の表示を禁止する(S107)。そして、まずコイ
ルに順方向に規定電流を流し(S109)、外部磁界検
出素子の出力信号を入力して外部磁界を検出し(S11
1)、検出磁界が増加したか否かをチェックする(S1
13)。If the absolute value of the detected external magnetic field is not less than the absolute value of the allowable magnetic field (S103; N), even if the angle is measured in this state, the error is large, and the display of the angle measurement value on the display 31b is prohibited. (S107). First, a specified current is caused to flow in the coil in the forward direction (S109), and an external magnetic field is detected by inputting the output signal of the external magnetic field detecting element (S11).
1) Check whether the detected magnetic field has increased (S1)
13).
【0033】磁界が増加していたときは(S113;
Y)、コイルに外部磁界と同方向の磁界が発生している
ので、コイルの順方向とは逆方向に電流を流して磁界を
検出し、検出磁界が許容磁界以下になるまで、電流を徐
々に増加させながら磁界検出を繰り返す(S117)。
そうして、検出磁界が許容磁界以下になったら、その通
電状態を保持してS101に戻る。When the magnetic field has increased (S113;
Y) Since a magnetic field is generated in the coil in the same direction as the external magnetic field, a current is applied in a direction opposite to the forward direction of the coil to detect the magnetic field, and the current is gradually increased until the detected magnetic field becomes equal to or less than the allowable magnetic field. (S117).
Then, when the detected magnetic field becomes equal to or smaller than the allowable magnetic field, the current supply state is maintained, and the process returns to S101.
【0034】磁界が増加していなかったときはコイルに
外部磁界を相殺する方向の磁界が発せいしているので、
順方向電流値を徐々に増加させなが磁界検出を繰り返す
(S115)。そうして、検出磁界が許容磁界以下にな
ったら、その通電状態を保持してS101に戻る。な
お、以上の処理を、全ての磁気センサユニットについて
繰り返す。When the magnetic field has not increased, a magnetic field is generated in the coil in a direction to cancel the external magnetic field.
The magnetic field detection is repeated while gradually increasing the forward current value (S115). Then, when the detected magnetic field becomes equal to or smaller than the allowable magnetic field, the current supply state is maintained, and the process returns to S101. The above process is repeated for all the magnetic sensor units.
【0035】S115、S117からS101には、検
出磁界が許容磁界以下の状態で戻るので、通常は測角値
の表示が許可される。したがってその後の測角処理によ
って得られた測角値がディスプレイ31bに表示され
る。このようにして作業者は、外部磁界の影響がキャン
セルされた状態で測角した値を、ディスプレイ31bの
表示によって知ることができる。In steps S115 and S117 to S101, since the detected magnetic field returns to a state below the allowable magnetic field, display of the angle measurement value is normally permitted. Therefore, the angle measurement values obtained by the subsequent angle measurement processing are displayed on the display 31b. Thus, the operator can know the value measured by the display 31b in a state where the influence of the external magnetic field is canceled.
【0036】以上の実施の形態は、外部磁界検出素子に
よって外部磁界の強度のみを検出し、磁界発生部材に通
電することによって変化する外部磁界検出素子の検出結
果に基づいて通電方向を検出する構成であった。次に、
外部磁界の強度だけでなく、外部磁界の方向も検出でき
る外部磁界検出素子の実施の形態について説明する。図
9、図10は、磁気センサユニット55に適用した実施
の形態を示している。In the above-described embodiment, only the strength of the external magnetic field is detected by the external magnetic field detecting element, and the direction of energization is detected based on the detection result of the external magnetic field detecting element that changes when the magnetic field generating member is energized. Met. next,
An embodiment of an external magnetic field detecting element capable of detecting not only the intensity of the external magnetic field but also the direction of the external magnetic field will be described. 9 and 10 show an embodiment applied to the magnetic sensor unit 55.
【0037】この実施の形態では、磁気センサユニット
55よりも架台21に接近した位置に、磁気抵抗素子の
配列方向と平行に離反した一対の磁気方向検出素子14
2a、142bが配置されている。さらにこれらの外部
磁界検出素子142a、142bと対向する位置に一対
の永久磁石143a、143bが、非磁性体145を介
して固定されている。この永久磁石143a、143b
は、測角に影響する外部磁界の方向と略平行な方向に磁
力線が発生するように、かつ互いに極性が逆方向を向く
ように配置されている。つまり、外部磁界検出素子14
2a、142bは、常態では永久磁石143a、143
bの磁界5a、5bの作用を受けている。磁界5a、5
bは、いずれかの磁界5a、5bと同方向の外部磁界が
存在すると、同方向の磁界は相乗されて増加し、逆方向
の磁界は相殺されて減少する。したがって外部磁界検出
素子142a、142bの検出信号の変化を検出すれ
ば、磁界の方向および強度が分かる。In this embodiment, a pair of magnetic direction detecting elements 14 separated from the magnetic sensor unit 55 in a position closer to the gantry 21 in parallel with the direction in which the magnetoresistive elements are arranged.
2a and 142b are arranged. Further, a pair of permanent magnets 143 a and 143 b are fixed at positions facing the external magnetic field detecting elements 142 a and 142 b via a non-magnetic body 145. These permanent magnets 143a, 143b
Are arranged such that the lines of magnetic force are generated in a direction substantially parallel to the direction of the external magnetic field that affects the angle measurement, and that the polarities are opposite to each other. That is, the external magnetic field detecting element 14
2a and 142b are permanent magnets 143a and 143 in a normal state.
b, the action of the magnetic fields 5a and 5b. Magnetic fields 5a, 5
b, when an external magnetic field in the same direction as any of the magnetic fields 5a and 5b is present, the magnetic fields in the same direction are multiplied and increased, and the magnetic fields in the opposite directions are canceled and reduced. Therefore, by detecting a change in the detection signal of the external magnetic field detection elements 142a and 142b, the direction and intensity of the magnetic field can be known.
【0038】なお、他の磁気センサユニット44、4
5、54にも方向検出素子142a、142b同様の外
部磁界検出素子112a、112b、122a、122
b、132a、132bおよび対応する一対の永久磁石
が設けられている。また、各一対の方向検出素子112
aと112b、122aと122b、132aと132
b、および142aと142bの検出信号は制御回路6
1に入力される。制御回路61は、各一対の検出信号の
大小関係から外部磁界の方向および強度を検出し、検出
信号が等しくなる方向に、駆動回路63a〜63dを介
して磁界発生部材211、221、231、241に通
電して磁界を発生させ、その磁界によって外部磁界を相
殺する。The other magnetic sensor units 44, 4
External magnetic field detecting elements 112a, 112b, 122a, 122 similar to the direction detecting elements 142a, 142b
b, 132a, 132b and a corresponding pair of permanent magnets are provided. Also, each pair of direction detecting elements 112
a and 112b, 122a and 122b, 132a and 132
b and the detection signals of 142a and 142b
1 is input. The control circuit 61 detects the direction and intensity of the external magnetic field from the magnitude relationship between the pair of detection signals, and in the direction in which the detection signals become equal, via the drive circuits 63a to 63d, the magnetic field generation members 211, 221, 231 and 241. To generate a magnetic field, and the magnetic field cancels out the external magnetic field.
【0039】この第2の実施の形態において外部磁界を
キャンセル(相殺)する動作の詳細について、図12に
示したフローチャートを参照して説明する。この実施の
形態では、トータルステーションの電源がオンされたと
きにこの外部磁界キャンセル処理に入る。The details of the operation for canceling (cancelling) the external magnetic field in the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this embodiment, when the power of the total station is turned on, the external magnetic field cancel processing starts.
【0040】この処理に入るとまず、まず、第1の一対
の方向検出素子を介して外部磁界を検出する(S20
1)。そして、検出した一対の外部磁界検出素子が検出
した一方の検出磁界aと他方の検出磁界bの差の絶対値
が、許容磁界の絶対値以下であるかどうかをチェックす
る(S203)。以下であれば外部磁界をキャンセルす
る必要が無いので、ディスプレイ31bへの測角値の表
示を許可する(S203;Y、S205)。そして、S
201に戻って、一方の検出磁界aと他方の検出磁界b
の差の絶対値が許容磁界以下の間は、S201〜S20
5の処理を繰り返す。In this process, first, an external magnetic field is detected via the first pair of direction detecting elements (S20).
1). Then, it is checked whether or not the absolute value of the difference between the one detected magnetic field a and the other detected magnetic field b detected by the pair of external magnetic field detection elements is equal to or less than the absolute value of the allowable magnetic field (S203). If it is below, there is no need to cancel the external magnetic field, and the display of the angle measurement value on the display 31b is permitted (S203; Y, S205). And S
Returning to 201, one detection magnetic field a and the other detection magnetic field b
S201 to S20 while the absolute value of the difference
Step 5 is repeated.
【0041】検出した外部磁界の差の絶対値が許容磁界
の絶対値以下で無い場合は(S203;N)、この状態
で測角しても誤差が大きいので、ディスプレイ31bへ
の測角値の表示を禁止する(S207)。If the absolute value of the difference between the detected external magnetic fields is not smaller than the absolute value of the permissible magnetic field (S203; N), an error is large even if the angle is measured in this state. The display is prohibited (S207).
【0042】次に、検出磁界aと検出磁界bの大小関係
をチェックする(S209)、検出磁界aの方が大きけ
れば外部磁界は図10に示した外部磁界302と同方向
なので、コイル243に、磁界5aと反対方向の磁界を
発生する順方向に電流を流し、検出磁界aとbの差が許
容磁界以下になるように電流値を調整する(S21
1)。そして、許容磁界以下になったら、S201に戻
る。Next, the magnitude relationship between the detected magnetic field a and the detected magnetic field b is checked (S209). If the detected magnetic field a is larger, the external magnetic field has the same direction as the external magnetic field 302 shown in FIG. Then, a current is caused to flow in the forward direction that generates a magnetic field in the opposite direction to the magnetic field 5a, and the current value is adjusted such that the difference between the detected magnetic fields a and b is equal to or smaller than the allowable magnetic field (S21)
1). When the magnetic field becomes equal to or smaller than the allowable magnetic field, the process returns to S201.
【0043】検出磁界aの方が大きくなければ外部磁界
は図10に示した外部磁界302は逆方向なので、コイ
ル243に磁界5a方向の磁界を発生する逆方向に電流
を流し、検出磁界aとbの差が許容磁界以下になるよう
に電流値を調整する(S213)。そして、許容磁界以
下になったら、S201に戻る。なお、以上の処理を、
全ての磁気センサユニットについて繰り返す。If the detected magnetic field a is not larger, the external magnetic field is opposite to the external magnetic field 302 shown in FIG. 10, so that a current flows through the coil 243 in the reverse direction to generate a magnetic field in the direction of the magnetic field 5a. The current value is adjusted so that the difference b is equal to or less than the allowable magnetic field (S213). When the magnetic field becomes equal to or smaller than the allowable magnetic field, the process returns to S201. In addition, the above processing,
Repeat for all magnetic sensor units.
【0044】S211、S213からS201には、検
出磁界a、bの差が許容磁界以下の状態で戻るので、そ
の後測角値の表示が許可される。したがってその後の測
角処理によって得られた測角値がディスプレイ31bに
表示される。このようにして作業者は、外部磁界の影響
がキャンセルされた状態で測角した値を、ディスプレイ
31bの表示によって知ることができる。In steps S211 and S213 to S201, the difference between the detected magnetic fields a and b returns when the difference between the detected magnetic fields is equal to or smaller than the allowable magnetic field. Thereafter, display of the angle measurement value is permitted. Therefore, the angle measurement values obtained by the subsequent angle measurement processing are displayed on the display 31b. Thus, the operator can know the value measured by the display 31b in a state where the influence of the external magnetic field is canceled.
【0045】以上の通り本発明の実施の形態によれば、
測定精度に影響する外部磁界を検知してそのような外部
磁界を検知した場合はコイルに通電してこの外部磁界を
相殺する磁界を発生させるので、測量機に磁気エンコー
ダを内蔵しても、極めて強い外部磁界の影響を受けな
い、精度の高い測角が可能になる。As described above, according to the embodiment of the present invention,
If an external magnetic field that affects the measurement accuracy is detected and such an external magnetic field is detected, the coil is energized to generate a magnetic field that cancels out the external magnetic field. A highly accurate angle measurement that is not affected by a strong external magnetic field can be performed.
【0046】第2の実施の形態は、外部磁界の方向も検
出するので、外部磁界が変化した場合も、迅速に外部磁
界の影響を除去して測定精度を維持することができる。In the second embodiment, since the direction of the external magnetic field is also detected, even when the external magnetic field changes, the effect of the external magnetic field can be quickly removed to maintain the measurement accuracy.
【0047】以上本発明についてトータルステーション
に適用した実施の形態について説明したが、本発明は、
他の測量機、例えばトランシット、オートレベルなどに
も適用できることはいうまでもない。The embodiment of the present invention applied to a total station has been described above.
It goes without saying that the present invention can be applied to other surveying instruments such as transit and auto level.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、
測量機に搭載された磁気エンコーダの磁気センサの検出
誤差要因となる外部磁界を検出し、その外部磁界を相殺
する磁界を磁界発生部材に発生させるので、極めて磁界
が強い場所でも所定の精度を維持できる。As is clear from the above description, the present invention
Detects an external magnetic field that is a cause of the detection error of the magnetic sensor of the magnetic encoder mounted on the surveying instrument, and generates a magnetic field that cancels the external magnetic field in the magnetic field generating member, so that predetermined accuracy is maintained even in extremely strong magnetic fields. it can.
【図1】 本発明を適用した磁気エンコーダを搭載した
トータルステーションを、磁気エンコーダの要部が見え
るように一部を切断して示す背面図である。FIG. 1 is a rear view showing a total station equipped with a magnetic encoder to which the present invention is applied, with a part cut away so that a main part of the magnetic encoder can be seen.
【図2】 同トータルステーションを、磁気エンコーダ
の要部が見えるように一部を切断して示す側面図であ
る。FIG. 2 is a side view showing the total station with a part cut so that a main part of a magnetic encoder can be seen.
【図3】 同磁気エンコーダの磁気ドラムと磁気センサ
との関係を説明する拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view for explaining a relationship between a magnetic drum and a magnetic sensor of the magnetic encoder.
【図4】 同磁気エンコーダの磁気抵抗素子の結線の一
例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a connection of a magnetoresistive element of the magnetic encoder.
【図5】 同磁気エンコーダの磁気センサと外部磁界検
出素子と磁界発生部材の第1の実施の形態の構成を一部
切断して示す正面図である。FIG. 5 is a partially cutaway front view showing the configuration of the first embodiment of the magnetic sensor, the external magnetic field detecting element, and the magnetic field generating member of the magnetic encoder.
【図6】 図5のVI−VI切断線に沿う断面図であ
る。FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5;
【図7】 同第1の実施の形態における回路構成をブロ
ックで示す図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a circuit configuration according to the first embodiment.
【図8】 同第1の実施の形態における主要動作をフロ
ーチャートで示す図である。FIG. 8 is a diagram showing, in a flowchart, main operations in the first embodiment.
【図9】 同磁気エンコーダの磁気センサと外部磁界検
出素子と磁界発生部材の第2の実施の形態の構成を一部
切断して示す正面図である。FIG. 9 is a partially cutaway front view showing the configuration of a magnetic sensor, an external magnetic field detecting element, and a magnetic field generating member of the magnetic encoder according to a second embodiment.
【図10】 図9のX−X切断線に沿う断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along the line XX in FIG. 9;
【図11】 同第2の実施の形態における回路構成をブ
ロックで示す図である。FIG. 11 is a block diagram showing a circuit configuration according to the second embodiment.
【図12】 同第2の実施の形態における主要動作をフ
ローチャートで示す図である。FIG. 12 is a flowchart showing main operations in the second embodiment.
11 トータルステーション(測量機) 13 底板 15 整準ねじ 17 整準台 19 鉛直軸 21 架台 23 水平軸 25 視準望遠鏡 27 鉛直軸受け 29 水平軸受け 31b ディスプレイ(表示手段) 41 51 磁気エンコーダ 43 53 磁気ドラム(回転部、分度板) 53a 多極着磁層 44 54 第1の磁気センサユニット(検出手段) 45 55 第2の磁気センサユニット(検出手段) 4a1 4a2 4a3 4a4 A相の磁気抵抗素子 4b1 4b2 4b3 4b4 B相の磁気抵抗素子 61 制御回路(磁界制御手段) 63a 63b 63c 63d 駆動回路 111 121 131 141 外部磁界検出素子 211 221 231 241 磁界発生部材 211b 221b 231b 241b コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Total station (surveying instrument) 13 Bottom plate 15 Leveling screw 17 Leveling table 19 Vertical axis 21 Mount 23 Horizontal axis 25 Collimated telescope 27 Vertical bearing 29 Horizontal bearing 31b Display (display means) 41 51 Magnetic encoder 43 53 Magnetic drum (rotation) 53a Multi-pole magnetized layer 44 54 First magnetic sensor unit (detecting means) 45 55 Second magnetic sensor unit (detecting means) 4a1, 4a2, 4a3, 4a4 A-phase magnetic resistance element 4b1, 4b2, 4b3, 4b4 B-phase magnetoresistive element 61 Control circuit (magnetic field control means) 63a 63b 63c 63d Drive circuit 111 121 131 141 External magnetic field detecting element 211 221 231 241 Magnetic field generating member 211b 221b 231b 241b Coil
Claims (9)
て、 前記測量機内に、前記磁気エンコーダの磁気センサに作
用する外部磁界を検出する外部磁界検出手段と、 該磁気センサに作用する外部磁界を打ち消す方向の磁界
を発生させる磁界発生手段を設け、 前記外部磁界検出手段によって検出した前記磁気センサ
に作用する外部磁界を打ち消す磁界を前記磁界発生手段
に発生させる磁界制御手段を備えたこと、を特徴とする
磁気エンコーダを搭載した測量機。1. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder, comprising: an external magnetic field detecting means for detecting an external magnetic field acting on a magnetic sensor of the magnetic encoder; and an external magnetic field acting on the magnetic sensor. Magnetic field generating means for generating a magnetic field in a canceling direction; and magnetic field control means for generating, in the magnetic field generating means, a magnetic field for canceling an external magnetic field acting on the magnetic sensor detected by the external magnetic field detecting means. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder.
た測量機において、前記磁界制御手段は、前記磁気エン
コーダが作動する前に前記外部磁界検出手段によって外
部磁界を検出し、前記磁界発生手段に磁界を発生させる
磁気エンコーダを搭載した測量機。2. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder according to claim 1, wherein said magnetic field control means detects an external magnetic field by said external magnetic field detection means before said magnetic encoder operates, and controls said magnetic field generation means. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder that generates a magnetic field.
た測量機において、前記磁気エンコーダは、測量機の固
定部に回転自在に軸支され、外周面に等ピッチで磁化さ
れた多極着磁層を有する磁気ドラムを備え、 前記磁気センサは、前記固定部に装着され、前記磁気ド
ラムの多極着磁層に対向して前記磁気ドラムの接線方向
と平行に所定間隔で配置された複数の磁気抵抗素子を備
えている磁気エンコーダを搭載した測量機。3. A surveying instrument equipped with the magnetic encoder according to claim 1, wherein the magnetic encoder is rotatably supported by a fixed portion of the surveying instrument, and is a multi-pole magnetized magnetized at an equal pitch on an outer peripheral surface. A magnetic drum having a plurality of layers, wherein the magnetic sensor is mounted on the fixed portion, and a plurality of magnetic sensors are arranged at predetermined intervals in parallel with a tangential direction of the magnetic drum so as to face a multi-pole magnetized layer of the magnetic drum. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder equipped with a magnetoresistive element.
た測量機において、前記磁界発生手段は、前記複数の磁
気抵抗素子の背後に配置され、前記磁気抵抗素子の配列
方向とほぼ平行な磁界を発生させるコイルを備えている
磁気エンコーダを搭載した測量機。4. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder according to claim 1, wherein said magnetic field generating means is disposed behind said plurality of magnetoresistive elements, and generates a magnetic field substantially parallel to an arrangement direction of said magnetoresistive elements. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder that has a coil to generate.
た測量機において、前記外部磁界検出手段は、前記複数
の磁気抵抗素子の配列方向の延長上に配置されている磁
気エンコーダを搭載した測量機。5. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder according to claim 4, wherein said external magnetic field detecting means is equipped with a magnetic encoder arranged on an extension of an arrangement direction of said plurality of magnetoresistive elements. .
た測量機において、前記磁界制御手段は、前記外部磁界
検出手段の検出値が許容値を越えたときに、前記磁界発
生部材に順方向に通電して通電状態における前記外部磁
界検出手段の検出値の変動を検知し、該変動に応じて前
記磁界発生部材への通電方向を設定し、さらに前記外部
磁界検出手段の検出値が前記許容値未満となるように前
記磁界発生部材への通電量を制御する磁気エンコーダを
搭載した測量機。6. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder according to claim 5, wherein said magnetic field control means forwardly moves said magnetic field generating member when a detection value of said external magnetic field detection means exceeds an allowable value. Detecting a change in the detection value of the external magnetic field detection means in the energized state, setting a direction of energization to the magnetic field generating member in accordance with the change; A surveying instrument equipped with a magnetic encoder that controls the amount of current supplied to the magnetic field generating member so as to be less than or equal to.
た測量機において、前記外部磁界検出手段は、前記複数
の磁気抵抗素子の配列方向に沿って離反された一対の磁
界検出素子と、該各磁界検出素子の近傍に配置された、
前記磁界発生手段によって打ち消す磁界とほぼ平行な磁
界であって、互いに反対方向の磁界を前記対応する磁界
検出素子に作用させる永久磁石とを備えている磁気エン
コーダを搭載した測量機。7. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder according to claim 4, wherein said external magnetic field detecting means comprises: a pair of magnetic field detecting elements separated from each other along an arrangement direction of said plurality of magnetoresistive elements; Placed near the magnetic field detection element,
A surveying instrument equipped with a magnetic encoder including a permanent magnet for applying a magnetic field substantially parallel to the magnetic field canceled by the magnetic field generating means and in the opposite direction to the corresponding magnetic field detecting element.
た測量機において、前記磁界制御手段は、前記一対の磁
界検出素子の検出値の差が許容値を超えたときは、前記
一対の検出値の差に基づいて、該差が小さくなるように
前記磁界発生部材への通電を制御する磁気エンコーダを
搭載した測量機。8. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder according to claim 7, wherein said magnetic field control means is adapted to detect said pair of detected values when a difference between detected values of said pair of magnetic field detecting elements exceeds an allowable value. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder that controls energization of the magnetic field generating member based on the difference between the two.
気エンコーダを搭載した測量機は、測量値を表示する表
示手段を備え、前記磁界検出素子が検出した検出値が所
定の許容範囲内に入らない場合は、前記表示手段は測量
値を表示しない磁気エンコーダを搭載した測量機。9. A surveying instrument equipped with the magnetic encoder according to claim 1, further comprising display means for displaying a surveying value, wherein a value detected by the magnetic field detecting element is within a predetermined allowable range. A surveying instrument equipped with a magnetic encoder that does not display a surveying value when it does not fit inside.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000178307A JP2001356016A (en) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Surveying instrument with magnetic encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000178307A JP2001356016A (en) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Surveying instrument with magnetic encoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001356016A true JP2001356016A (en) | 2001-12-26 |
Family
ID=18679760
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000178307A Pending JP2001356016A (en) | 2000-06-14 | 2000-06-14 | Surveying instrument with magnetic encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001356016A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6600308B2 (en) * | 2001-02-05 | 2003-07-29 | Pentax Corporation | Magnetic encoder and method for reducing harmonic distortion thereof |
| JP2016094951A (en) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | アズビル株式会社 | Electropneumatic converter device |
| WO2018066493A1 (en) | 2016-10-05 | 2018-04-12 | Ntn株式会社 | Axial-gap type motor |
-
2000
- 2000-06-14 JP JP2000178307A patent/JP2001356016A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6600308B2 (en) * | 2001-02-05 | 2003-07-29 | Pentax Corporation | Magnetic encoder and method for reducing harmonic distortion thereof |
| JP2016094951A (en) * | 2014-11-12 | 2016-05-26 | アズビル株式会社 | Electropneumatic converter device |
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